Установка для гидростатического прессования с применением ультразвука - SU944706A2

1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а точнее к установкам для гидростатического прессования с применением ультразвука.

По основному авт. св. № 6192tO, известна установка, корпус которой выполнен в виде параллелепипеда с двумя взаимно пересекающимися отверстиями , в одном из которых установлен плунжер, а в другой волновод, выполненный в виде втулки с размещенными в зоне пучности напряжений двумя направляющими буртами, на которых установлены уплотнения и кольца, отделяющие уплотнения от наружной поверхности волновода, а также с радиальными отверстиями, соединяющими полость волновода с полостью отверстия с плунжером, а магнитострикционный преобразователь и матрица установлены с противоположных торцов волновода, снабженных герметизирующими фланцами 1.

Недостатками установки являются невысокая эффективность ультразвуковых колебаний из-за их демпфирования при нагружении установки, низкая производительность из-за сложности подготовительных операций, а также низкий уровень безопасности работы.

Цель изобретения - повышение эффективности ультразвуковых колебаний , производительности и безопасности работы.

Поставленная цель достигается тем, что установка для гидростатичес ,5 кого прессования снабжена дополнительным волноводом, выполненным в виде втулки с фланцем с длиной, кратной половине длины волны ультразвуковых колебаний, жестко закрепгЬ ленной посредством фланца в сквозном отверстии корпуса и упирающийся своим торцом в торец волновода, на котором смонтирована матрица, и установленной в сквозном отверстии корпусэ , а также охватывающей оба волновода центрирующей втулкой и гидравлическим затвором, смонтированным соосно волноводам со стороны магнитострикционных преобразователей и взаимодействующего своим штоком с волноводом, несущим матрицу, при этом магнитострикционные преобразователи установлены на наружной поверхности данного волновода симметрично его оси.

На чертеже изображена установка для гидростатического прессования с ультразвуком, продольный разрез.

Установка содержит контейнер 1, выполненный в виде параллелепипеда, в котором расточены два отверстия, оси их пересекаются под прямым углом причем одно из них выполнено, сквозным .

В вертикальное отверстие запрессована втулка 2, имеющая в верхней

части каналы 3 и 4.

i

По первому из них подается жидкость после окончания рабочего цикла , а второй соединяет полость с атмосферой . Втулка служит направляющей плунжера 5, который снижает жидкость до давления, необходимого для осуществления процесса. Для отвода энергии ультразвука в очаг деформации в сквозное отверстие контейнера вставлена замкнутая колебательная система, которая состоит из волновода 6 с преобразованием направления колебаний, трех магнитострикционных преобразователей 7 симметрично расположенных (под УГЛОМ 120) на периферии дисковой части волновода 6 и дополнительного волновода 8, выполненного в. виде имеющей крепежный фланец втулки длиной, кратной половине длины волны ультразвуковых колебаний

На эпюрах 9 и 10 показано распределение амплитуды колебаний в волноводах в радиальном и осевом направлениях . Матрица 11 запрессована в пучности колебаний стержневой части волновода 6. Для соединения вертикальной полости с рабочей полостью контейнера волновод 6 имеет по диаметру несколько равномерно расположенных сквознГых отверстий 12.

Для исключения возможности выпрессовки матрицы из волновода и ее выстреливания в сквозном отверстии контейнера жестко закреплен волновод 8, выполненный в виде втулки с фланцем 13, расположенным в узле колебаний и служащим для крепления волновода к корпусу.

Своим торцом волновод 8 упирается 5 в торец стержневой части волновода 6 в месте запрессовки матрицы. Ввиду того, что длина волновода 8 кратна половине длины волны, изменения резонансной частоты и демпфирования продольных колебаний стержневой части волновода 6 не происходит, так как полученная резонансная ультразвуковая колебательная система является замкнутой;

5 Гидравлическое затворное устройство включает гидроцилиндр 1, расположенный соосно с волноводом и, запирающую пробку 15, центрирующую втулку 16 и систему уплотнений

0 состоящих из колец прямоугольного и треугольного поперечного сечения.

Пробка.15 с уплотнениями 19 крепится на конце штока гидроцилиндра и располагается в дисковой части волновода 6 в узле колебаний.

Втулка 1б предназначена для центрирования волноводов 6 и 8 относительно -друг друга и в сквозном отверстии контейнера, а также герметизации

0 рабочего объема, для чего один из торцов втулки 16 выполнен треугольного поперечного сечения.

Уплотнения 17 и 18 помещаются в местах образования ступеней стержневой части волновода 6, образованных в местах образования узлов колебаний .

Установка работает следующим образом .

После того, как. сцентрированный во втулке 16 волновод 8 вставлен в горизонтальное отверстие корпуса и , закреплен, в последнее помещается волновод 6с уплотнениями 17 и 18. К дисковой части волновода подсоединяются магнитострикционные преобразователи , которые подключаются к ультразвуковому генератору. Затем в рабо.чую полость задается деформируемая заготовка и с помощью гидравлического затворного устройства производится поджатие волновода 6 к волноводу 8 до получения акустического контакта, тем самым имеет место образование резонансной колебательной системы. Одновременно с этим происходит герметизация полости и подпрессовка заго товки в матрице.

Полость 20 контейнера заполняется рабочей жидкостью, во втулку устанавливают плунжер и к нему прикладывается статическое усилие Р, начинается сжатие жидкости. Одновременно включают генератор, с помощью которого в очаге деформации генерируются ультразвуковые колебания большой интенсивности через магнитострикционные преобразователи и волновод 8 со ступенчатой стержневой частью. Эпюра 10 показывает распределение амплитуды смещений по продольному направлению резонансной колебательной системы .

В результате сочетания процесса гидропрессования:. с наложением интенсивных ультразвуковых колебаний снижается общее давление жидкости в контейнере, необходимое для осуществления процесса, имеет место равномерное истечение металла из очка матрицы благодаря устойчивой гидродинамической смазки.

Устройство обеспечивает безопас ,ность работы на установке, повышает эффективность ультразвуковых колебаний по снижению давления жидкости, а также отличается высокой производительностью ввиду возможности механизации вспомогательных операций процесса гидпропрессования.

Формула изобретения Установка для гидростатического прессования по авт.св. tf .kQ, отличающаяся тем, что, 5 с целью повышения эффективности ультразвуковых колебаний, производительности и безопасности работы, она снабжена дополнительным волноводом, выполненным в виде втулки с фланцем длиной, кратной половине длины волны ультразвуковых колебаний, жестко закрепленной посредством фланца в сквозном отверстии корпуса и упирающейся торцом в торец волновода,

5 на котором смонтирована матрица, и установленной в сквозном отверстии корпуса, а также охватывающей оба волновода, центрирующей втулкой и гидравлическим затвором,

0 смонтированным соосно волноводам со стороны магнитострикционных преобразователей и взаимодействующего своим штоком с волноводом, несущим матрицу , при этом магнитострикционные преобразователи установлены на наружной поверхности данного волновода симметрично его оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1- Авторское свидетельство СССР № 6192 0,. кл. В 21 С 27/00, В 21 j 5/04, 05.07.76.