УЛЬТРАЗВУКОВАЯ РАСКАТНАЯ ГОЛОВКА
ULTRASOUND REAMING HEAD

Заявляемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для точной обработки отверстий.
Известно устройство для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей (см. патент РФ 2130086 от 23.10.1997), содержащее ультразвуковой преобразователь с волноводом, на торце которого выполнено соосное гнездо с размещенными в нем стальными шариками, образующими рабочую среду для обработки поверхности детали, и технологическую плиту, установленную перпендикулярно волноводу с зазором относительно его торца с возможностью закрепления в ней обрабатываемой детали. Устройство снабжено пуансоном-державкой для закрепления обрабатываемой детали, установленным в технологической плите посредством резьбы коаксиально волноводу так, что стальные шарики образуют плотно упакованную рабочую среду между стенками пуансона, поверхностью детали и стенками гнезда, служащего одновременно матрицей пуансона, при этом пуансон-державка снабжен контргайкой со шлицами под накидной ключ, а также прибором для контроля статического усилия на рабочую среду.
Известное устройство обладает такими недостатками, как отсутствие гарантированной размерной обработки из-за хаотического движения шариков.
Известно устройство для ультразвуковой обработки поверхностей деталей (см. патент РФ 2291044 от 20.04.2005), содержащее акустическую систему, включающую съемный излучатель ультразвука, торец которого выполнен в виде рабочего наконечника, установленный в корпусе с приливом для крепления устройства к станку магнитострикционный преобразователь и соединенный с последним концентратор, причем оно снабжено закрепленным на торцевой стороне концентратора соединительным элементом в виде резонансного волновода с отверстиями, выполненными вдоль его продольной оси для размещения в одном из них, в зависимости от заданного класса шероховатости поверхности детали, съемного излучателя ультразвука, который выполнен из условия обеспечения работы в режиме минимальных амплитуд смещений бегущих волн, а торец резонансного волновода выполнен из условия обеспечения использования нагрузки для формирования энергии бегущих волн в упомянутом волноводе, при этом одно из указанных отверстий расположено в узловой плоскости режима холостого хода резонансного волновода, а другие отверстия расположены по обе стороны от упомянутой узловой плоскости.
Известное устройство обладает такими недостатками, как интенсивный износ инструмента и ограниченная производительность, определяемая энергией бегущей волны ультразвука.
В качестве прототипа принята раскатная головка (см. Справочник технолога машиностроителя. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова, М.: Машиностроение, 1985. стр.389), содержащая шарики, закрепленные с помощью установочной гайки в сепараторе с возможностью вращения, и хвостовик для крепления ее в станке.
Известное устройство обладает таким недостатком, как низкое качество обработки поверхности отверстий.
Целью изобретения является повышение качества обработки поверхности отверстий.
Указанная цель достигается тем, что в ультразвуковой раскатной головке, содержащей раскатные шарики, расположенные в сепараторе с возможностью вращения, которые находятся между двумя корпусами шариковых подшипников, насаженных на шток, на конце которого расположена установочная гайка, поджимающая пружину, упирающуюся в крышку, магнитострикционный волновод, имеющий конусную часть, насажен на шток с возможностью продольного перемещения, а выглаживающие шарики, расположенные в сепараторе, насажены на конусную часть магнитострикционного волновода и зажаты между двумя упорными подшипниками, упирающимися во втулки, поджимаемые гайкой, при этом магнитострикционный волновод соединен с генератором ультразвуковых колебаний.
Ультразвуковая раскатная головка в разрезе изображена на фигуре 1.
Ультразвуковая раскатная головка содержит раскатные шарики 1, расположенные в сепараторе 2 с возможностью вращения, который расположен между двумя корпусами 3 шариковых подшипников 4, насаженных на шток 5, на конце которого расположена установочная гайка 6, поджимающая пружину 7, которая упирается в крышку 8. Магнитострикционный полый волновод 9, имеющий конусную часть, насажен на шток 5 с возможностью продольного перемещения, а выглаживающие шарики 10 расположены в сепараторе 11, насаженном на конусную часть магнитострикционного волновода 9, и зажаты между двумя упорными подшипниками 12, один из которых упирается в пружинную втулку 13, поджимаемую гайкой 14, а другой - во втулку 15. Магнитострикционный волновод 9 соединен с генератором ультразвуковых колебаний, который на фигуре 1 не показан.
Ультразвуковая раскатная головка работает следующим образом. При ее вращении шарики 1, воздействуя на стенки обрабатываемого отверстия, уплотняют их. Магнитострикционный волновод 9, участвуя в продольных колебательных движениях вдоль оси штока 5, своей конусной частью раздвигает шарики 10 с ультразвуковой частотой, в результате чего они периодически воздействуют на стенки обрабатываемого отверстия, повышая чистоту его поверхности. Преломленная волна проходит через шарики 10 и создает дополнительное ультразвуковое воздействие на стенки обрабатываемого отверстия.
Применение заявляемого изобретения позволит повысить производительность оборудования и качество обработки поверхности отверстий.