Ультразвуковой инструмент для обработки отверстий

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ(71) Заявители Луговой Игорь Вячеславович Минченя Владимир Тимофеевич Луговой Вячеслав Петрович(72) Авторы Луговой Игорь Вячеславович Минченя Владимир Тимофеевич Луговой Вячеслав Петрович(73) Патентообладатели Луговой Игорь Вячеславович Минченя Владимир Тимофеевич Луговой Вячеслав Петрович(57) 1. Ультразвуковой инструмент для обработки отверстий в хрупких материалах, содержащий последовательно соединенные волновод и рабочий наконечник, отличающийся тем, что дополнительно содержит концентратор переменной жесткости, расположенный между волноводом и рабочим наконечником и жестко соединенный с ними. 2. Ультразвуковой инструмент по п. 1, отличающийся тем, что концентратор переменной жесткости выполнен в виде кольца или кольца овальной формы, или многогранника. 3. Ультразвуковой инструмент по п. 1, отличающийся тем, что концентратор переменной жесткости выполнен сменным. 4. Ультразвуковой инструмент по п. 1, отличающийся тем, что рабочий наконечник выполнен из упругой проволоки, трубки или ленты с требуемым поперечным сечением,геометрическая ось которой расположена вдоль оси волновода и концентратора переменной жесткости.(56) 1. А.с. СССР 854685, МПК В 24 В 1/04 В 06 В 1/00, 1981. 2. А.с. СССР 382439, МПК В 06 В 3/00, 1973. Полезная модель относится к ультразвуковым технологическим устройствам и может быть использована в машиностроительной, приборостроительной, радиотехнической отрасли промышленности и медицинской технике для интенсификации технологических процессов при обработке хрупких материалов, обработки и очистки глубоких и криволинейных отверстий и т.д. Известно устройство для ультразвукового полирования 1, содержащее преобразователь, составной волновод и рабочий инструмент, в котором составной волновод выполнен в виде цилиндра и пружинящего элемента - жесткой спирали. Спиральный пружинящий элемент выполнен с углом подъема винтовой линии 50-80. На его торце закреплен сменный рабочий инструмент. Устройство предназначено для полирования поверхностей с использованием комбинированных колебаний, образующихся на торце рабочего инструмента. Однако устройство может быть использовано в акустических головках лишь жестких конструкций и потому имеет ограничение по применению в технологических системах. В частности, оно не может быть использовано при сверлении, обработке и очистке отверстий, каналов. Кроме того, устройство имеет ограниченный частотный диапазон колебаний акустической системы. Наиболее близким к заявляемому устройству, принятому за прототип, является ультразвуковой инструмент для скругления кромок отверстий и пазов 2, содержащий последовательно соединенные волновод и рабочий наконечник, выполненный в виде петли из упругого материала, концы которой закреплены на волноводе. Рабочий наконечник может быть выполнен из ленты или проволоки. Недостатком инструмента является его ограниченное применение, так как предназначен лишь для скругления кромок отверстий и пазов. Кроме того, замена упругого наконечника трудоемка и требует соединения пайкой. Задачей полезной модели является расширение технологических возможностей инструмента для прошивки и обработки отверстий и каналов в хрупких материалах с заданным поперечным сечением, а также для обработки и очистки криволинейных отверстий. Поставленная задача решается тем, что ультразвуковой инструмент для обработки отверстий в хрупких материалах, содержащий последовательно соединенные волновод и рабочий наконечник, дополнительно содержит концентратор переменной жесткости, расположенный между волноводом и рабочим наконечником и жестко соединенный с ними. При этом концентратор переменной жесткости выполнен в виде кольца или кольца овальной формы, или многогранника. При этом концентратор переменной жесткости выполнен сменным. При этом рабочий наконечник выполнен из упругой проволоки, трубки или ленты с требуемым поперечным сечением, геометрическая ось которой расположена вдоль оси волновода и концентратора переменной жесткости. Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен предлагаемый ультразвуковой инструмент с концентратором переменной жесткости в форме кольца, а на фиг. 2 - с концентратором переменной жесткости в форме многогранника. Инструмент состоит из волновода 1, концентратора переменной жесткости 2 и жестко соединенного с ним рабочего наконечника 3 в виде проволоки, трубки или ленты. Концентратор переменной жесткости 2 оснащен резьбовой шпилькой 4 для соединения с волноводом 1. Устройство работает следующим образом. Волновод 1 с рабочим наконечником 3 выставляют относительно обрабатываемой детали 5. Затем рабочий наконечник 3 подводят 2 81692012.04.30 до касания с обрабатываемой деталью 5, подают осевую нагрузку и включают ультразвуковые колебания. В зону резания подают абразивную суспензию. Рабочий наконечник 3,выкалывая частицы с обрабатываемой детали 5, образует отверстие необходимого профиля. Обработку производят до достижения заданной глубины. При необходимости выполнения очистки отверстий или каналов рабочий наконечник 3 выставляют относительно отверстия в обрабатываемой детали 5, включают ультразвуковые колебания и вводят его в отверстие на требуемую глубину, сопровождая подачей суспензии в очищаемое отверстие. При включении ультразвуковых колебаний в рабочем наконечнике 3 возбуждаются изгибные колебания. Частота этих колебаний зависит от его размера (диаметра), а также размера и формы поперечного сечения. Точки соединения концентратора переменной жесткости 2 с волноводом 1 и с рабочим наконечником 3 при этом соответствуют пучности изгибных колебаний упругого наконечника. Таким образом, в рабочем наконечнике (проволоке) 3 возбуждаются ультразвуковые колебания с частотой изгибных колебаний кольца, которые соответствуют частоте резонансных колебаний ультразвуковой системы. В результате в инструменте используются комбинированные продольные и изгибные колебания, вызывающие виброударный режим работы в зоне обработки. Различные формы поперечного сечения инструмента позволяют получать отверстия и каналы с требуемой конфигурацией круглые, прямоугольные или фасонные. Возможность придания инструменту необходимого изгиба вдоль длинной оси позволяет формировать в обрабатываемом материале отверстия или каналы с соответствующими радиусами кривизны. Гибкая конструкция длинномерного инструмента позволяет проникнуть в предварительно полученные прямые или изогнутые отверстия, в том числе и малого диаметра, и произвести их очистку и окончательную обработку. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3