УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ШЛИФОВКИ И УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к ультразвуковой обработке и может использоваться в машиностроении для упрочняюще-чистовой обработки поверхностей деталей на всех видах станков токарной и карусельной групп.
Известно устройство для ультразвуковой упрочняюще-чистовой обработки поверхностей, включающее установленный в корпусе магнитострикционный преобразователь, соединенный с концентратором, на торцевой части которого закреплен излучатель ультразвука с контактными элементами. Устройство дополнительно содержит шпильку, соединяющую концентратор с излучателем, при этом излучатель имеет сквозное осевое отверстие для выхода шпильки, торец которой выполнен в виде рабочего наконечника из термодинамически устойчивого материала. (Патент RU 2124430, кл. В 24 В 39/00, В 24 В 1/04, опубл. 10.01.1999)
К недостаткам известного устройства для ультразвуковой упрочняюще-чистовой обработки поверхностей относятся большие потери ультразвуковой энергии на нагрев волновода и малый ресурс рабочего наконечника, выполненного из термодинамически устойчивого материала, обладающего повышенной твердостью (относительно твердости обрабатываемого материала), который требует периодической полировки и соответственно переустановки инструмента, что влечет снижение производительности обработки поверхностей.
Задача, решаемая полезной моделью - повышение производительности обработки поверхностей.
Сущность полезной модели заключается в том, что ультразвуковой инструмент для шлифовки и упрочнения поверхностей деталей, содержащий установленный в корпусе ультразвуковой преобразователь, соединенный с концентратором и волновод с рабочим наконечником, имеет волновод, выполненный в виде стержня цилиндрической формы из титанового сплава, а рабочий наконечник из алмаза.
Выполнение волновода в виде стержня цилиндрической формы из титанового сплава, а рабочего наконечника из алмаза позволяет ультразвуковому инструменту для шлифовки и упрочнения поверхностей деталей повысить производительность обработки поверхностей.
На фиг.1 изображен ультразвуковой инструмент для шлифовки и упрочнения поверхностей деталей; на фиг.2 - схема установки ультразвукового инструмента для шлифовки и упрочнения поверхности цилиндрической детали; на фиг.3 - схема установки ультразвукового инструмента для шлифовки и упрочнения поверхности плоской детали.
Ультразвуковой инструмент для шлифовки и упрочнения поверхностей деталей содержит ультразвуковой преобразователь 1, концентратор 2, волновод 3, рабочий наконечник 4.
Ультразвуковой инструмент для шлифовки и упрочнения поверхностей деталей работает следующим образом.
Для обработки поверхности детали ультразвуковой инструмент устанавливается с помощью специальной оснастки в резцедержатель токарного станка или головку фрезерного станка. Рабочий наконечник 4 подводится к поверхности детали и прижимается с определенным усилием Р. В случае применения токарного станка, детали сообщается вращение V, а инструменту - осевое перемещение S. В случае использования фрезерного станка детали сообщается осевое перемещение S, а инструменту вращение V. С помощью специального устройства устанавливается режим обработки, зависящий от материала детали и требований по чистоте обрабатываемой поверхности. Включается ультразвуковой преобразователь 1 и колебания на ультразвуковой частоте посредством концентратора 2, волновода 3 и рабочего наконечника 4 начинают воздействовать по нормали к обрабатываемой детали с амплитудой А. Одновременное воздействие статической силы Р и динамической силы, создаваемое ультразвуковой колебательной системой, пластически деформирует поверхностный слой детали, тем самым упрочняет его и одновременно сглаживает неровности поверхности детали.
Выполнение волновода в виде стержня цилиндрической формы из титанового сплава позволяет снизить потери ультразвуковой энергии на нагрев примерно на 60% и это дает возможность увеличить мощность ультразвукового инструмента для шлифовки и упрочнения поверхностей деталей при практически неограниченном ресурсе алмазного рабочего наконечника и повысить производительность обработки поверхностей.