Ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения

 

Полезная модель относится к ультразвуковой технике и может быть использована в различных отраслях машиностроения, например строительстве мостов, судостроении, нефтяной и газовой промышленности для виброударной обработки поверхностей, сопровождающейся пластическим деформированием и озвучиванием обрабатываемой поверхности металлоконструкций ультразвуком. Сущность полезной модели заключается в том, что в ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения, содержащий ультразвуковой инструмент с волноводом и соединительный кабель, в ультразвуковой генератор с блоком автоматики с электронной защитой установлен дополнительный блок, модулирующий ультразвуковые сигналы как по частоте, так и по амплитуде. Применение модулированных ультразвуковых сигналов позволяет расширить технологические возможности ультразвукового технологического комплекта.

Полезная модель относится к ультразвуковой технике и может быть использована в различных отраслях машиностроения, например строительстве мостов, судостроении, нефтяной и газовой промышленности для виброударной обработки поверхностей, сопровождающейся пластическим деформированием и озвучиванием обрабатываемой поверхности металлоконструкций ультразвуком.

Известен ультразвуковой технологический комплект для деформационного упрочнения и релаксационной обработки (см. патент РФ на полезную модель 43491, МПК6 В24В 39/00, опубл. 27.01.2005, БИ 3), содержащий ультразвуковой инструмент, ультразвуковой генератор включающий блок автоматики с электронной защитой ультразвукового генератора по электрическим и температурным параметрам и обратной связью по максимальному току преобразователя, система охлаждения выполнена в виде замкнутого контура с насосом и радиатором, при этом насос и радиатор размещены в одном корпусе с ультразвуковым генератором и блоком автоматики, соединительный кабель и гибкие шланги для присоединения ультразвукового инструмента к ультразвуковому генератору.

Особенностью колебательной системы аналога является то, что собственная частота периодического движения подвижного инструмента, определяется его массой и возвращающей силой, намного меньше частоты ультразвуковых колебаний торца трансформатора колебательной скорости (волновода). Взаимодействие подвижного элемента многобойкового инструмента, представляющего собой сменную обойму в виде П-образного стакана, как с обрабатываемым изделием, так и с волноводом, носит ударный, т.е. нелинейный характер, причем время между соударениями значительно превышает

период воздействия ультразвука. Применение многобойкового инструмента, позволило значительно повысить производительность процесса только за счет увеличения площади контакта обрабатываемой поверхности с деформирующими элементами.

К недостатку известного устройства можно отнести то, что оно обеспечивает недостаточную релаксационную обработку поверхностей с помощью ультразвука, а перераспределение опасных остаточных напряжений в основном обеспечивается направленным изменением поверхностного слоя, в результате чего в приповерхностном слое происходит измельчение зерна и перераспределение опасных остаточных напряжений с растягивающих на сжимающие. Наличие сменных обойм с деформирующими элементами повлекло за собой потери ультразвуковой энергии при переходе из одного материала в другой, из-за наличия воздушных прослоек между волноводом, деформирующими элементами и обрабатываемым изделием.

Известен ультразвуковой технологический комплект для деформационного упрочнения и релаксационной обработки (см. патент РФ на полезную модель 60424, МПК7 В24В 39/00, опубл. 27.01.2007, БИ 3), содержащий ультразвуковой инструмент, ультразвуковой генератор включающий блок автоматики с электронной защитой ультразвукового генератора по электрическим и температурным параметрам и обратной связью по максимальному току преобразователя, соединительный кабель для присоединения ультразвукового инструмента к ультразвуковому генератору, система охлаждения размещена в корпусе ультразвукового инструмента, принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся те же недостатки что и у аналога.

Задачей полезной модели является создание ультразвукового технологического комплекта для релаксационной обработки и деформационного упрочнения, обеспечивающего технический результат, заключающийся в расширении технологических возможностей ультразвукового технологического

комплекта путем варьирования видами ультразвуковых колебаний, вырабатываемых ультразвуковым генератором.

Технический результат достигается тем, что в ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения, содержащий ультразвуковой генератор с блоком автоматики с электронной защитой, ультразвуковой инструмент с волноводом и соединительный кабель, дополнительно установлен блок, модулирующий ультразвуковые сигналы по частоте, амплитуде и, по частоте и амплитуде, что позволяет ультразвуковому генератору вырабатывать ультразвуковые сигналы без модуляции и модулированные по частоте и по амплитуде.

Применение модулированных ультразвуковых сигналов по частоте и по амплитуде позволяет обеспечить не только направленное изменение поверхностного слоя обрабатываемого изделия, но и снижение (перераспределение) остаточных напряжений в обрабатываемом изделии.

На чертеже представлен ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения.

Ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения содержит ультразвуковой инструмент 1 с волноводом 2, соединительный кабель 3, ультразвуковой генератор 4, состоящий из блока автоматики с электронной защитой 5, блока 6, вырабатывающего ультразвуковые сигналы без модуляции, и блока 7, вырабатывающего ультразвуковые сигналы, модулируемые по частоте, по амплитуде и, по частоте и амплитуде.

Ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения работает следующим образом.

Ультразвуковой инструмент 1 с помощью соединительного кабеля 3 подсоединяется к ультразвуковому генератору 4. Затем на панели управления ультразвукового генератора 4 (панель управления условно не показана) устанавливается необходимый вид вырабатываемого ультразвукового сигнала, подаваемого на ультразвуковой инструмент 1 от ультразвукового генератора

4 через соединительный кабель 3, в соответствие с выбранной технологией релаксации обрабатываемого изделия (изделие не показано). Далее ультразвуковой инструмент 1 прижимается к обрабатываемому изделию волноводом 2 и запускается ультразвуковой генератор 4. Волновод 2, соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью, начинает воздействовать на нее ультразвуковыми колебаниями - одновременно происходит не только деформирование обрабатываемой поверхности с высокой частотой, но и ее озвучивание ультразвуком. В результате чего происходит изменение плотности структурных несовершенств (дислокации и вакансий) в обрабатываемом изделии, увеличивается подвижность атомов замещения и внедрений в кристаллической решетке, образование, движение и взаимодействие дефектов тонкой структуры, ускорение фазовых (перлитного, бейнитного, мартенситного в сталях) превращений и изменение морфологии продуктов превращений.

Наличие блока 7 в ультразвуковом генераторе 4, вырабатывающего ультразвуковые сигналы, модулированные по частоте и по амплитуде, позволяет расширить технологические возможности ультразвукового технологического комплекта для релаксационной обработки и деформационного упрочения.

Ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения, содержащий ультразвуковой генератор с блоком автоматики с электронной защитой, ультразвуковой инструмент с волноводом и соединительный кабель, отличающийся тем, что в ультразвуковой генератор дополнительно установлен блок, выполненный с возможностью модулирования ультразвуковых сигналов по частоте, амплитуде и по частоте и амплитуде.



 

Наверх