УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ШЛИФОВКИ И УПРОЧНЕНИЯ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к ультразвуковой обработке и может использоваться в машиностроении для упрочняюще-чистовой обработки наружных поверхностей тел вращения на всех видах токарных и карусельных станков.
Известно ультразвуковое устройство для упрочняюще-чистовой обработки поверхностей, которое содержит установленный в корпусе магнитострикционный преобразователь, соединенный с волноводом, на торцевой части которого закреплен излучатель с рабочим органом из твердого сплава (патент RU №2124430, опубл. 10.01.1999, кл. В 24/В 39/00.1/04).
К недостаткам известного ультразвукового устройства относятся низкое качество обрабатываемой поверхности детали и большое энергопотребление.
Задача, решаемая полезной моделью - получение высокого качества обрабатываемой поверхности, и уменьшение потребления электроэнергии инструментом.
Сущность полезной модели заключается в том, что ультразвуковой инструмент для шлифовки и упрочнения наружных поверхностей, вращающихся деталей, содержащий корпус, электроакустический преобразователь, волновод, индентор с рабочим органом из твердого сплава, имеет корпус и державку, соединенные упругими элементами в виде плоских пружин, на корпусе закреплен кронштейн с индикатором линейного перемещения. Устройство имеет воздушную систему охлаждения, где корпус используется в качестве расширительного бачка.
Выполнение упругих элементов, в виде плоских пружин, закрепленных на торцах корпуса и державки, позволяет точно регулировать усилие статического прижима инструмента, а установка индикатора перемещения на кронштейне, закрепленном на корпусе, позволяет контролировать это статическое усилие, что обеспечивает высокое качество обрабатываемой поверхности.
Применение для охлаждения электроакустического преобразователя сжатого воздуха, который подается в корпус, через ниппель и выходит через специальный глушитель, снижает (порядка 30%) нагрузку на преобразователь по сравнению с
охлаждением преобразователя жидкостью, что уменьшает потребление электроэнергии инструментом.
На чертеже фиг.1 изображен ультразвуковой инструмент для шлифовки и упрочнения наружных поверхностей вращающихся деталей, на фиг.2 схема установки ультразвукового инструмента для шлифовки и упрочнения наружных поверхностей вращающихся деталей.
Ультразвуковой инструмент для шлифовки и упрочнения наружных поверхностей вращающихся деталей содержит: корпус 1, электроакустический преобразователь 2, цилиндрический волновод 3, сменный индентор с рабочим элементом в виде твердого сплава 4, гайку для закрепления преобразователя в корпусе, 5, пластинчатые пружины 6, державку для закрепления инструмента в резцедержатель
7. индикатор линейного перемещения 8, кронштейн для закрепления индикатора 9, ниппель для подвода охлаждающего воздуха 10, глушитель через который выходит отработанный воздух 11.
Ультразвуковой инструмент для шлифовки и упрочнения наружных поверхностей вращающихся деталей работает следующим образом.
Инструмент закрепляется державкой 7 в резцедержатель токарного станка. Рабочий элемент индентора 4 подводится к поверхности детали и прижимается с определенньм (статическим) усилием Р. При этом усилие регулируется двумя плоскими пружинами 6, установленными на корпусе 1, а контролируется индикатором
8. Детали сообщается вращение со скоростью V, а инструменту - осевое перемещение S и колебание рабочего элемента индентора 4 на ультразвуковой частоте, направленное по нормали к оси 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, кроме того происходит устранение микротрещин и в поверхностном слое создаются сжимающие напряжения, все это в совокупности повышает ресурс обработанной детали.