УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОЙ НАКАТКИ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Устройство предназначено для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей.

Известно устройство для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей деталей по патенту России №2129942 от 17.06.97, содержащее ультразвуковой преобразователь с волноводом, на торце которого выполнено осесимметричное гнездо с размещенными в нем стальными шариками, образующими рабочую среду, и технологическую плиту, установленную перпендикулярно волноводу с зазором относительно его торца с возможностью закрепления в ней обрабатываемой детали, причем устройство снабжено пуансоном-державкой для закрепления обрабатываемой детали, установленным в технологической плите посредством резьбы коаксиально волноводу с гнездом так, что стальные шарики образуют плотноупакованную рабочую среду между стенками пуансона, поверхностью детали и стенками гнезда, служащего одновременно матрицей пуансона.

Недостатком известного устройства является невысокая точность поверхности, полученная в результате обработки.

Целью изобретения является повышение точности поверхности обрабатываемой детали.

Указанная цель достигается тем, что в ультразвуковом инструменте для комбинированной накатки плоских поверхностей, содержащем оправку, закрепленную в шпинделе станка с возможностью вращения, ультразвуковой преобразователь с волноводом, укрепленным на оправке, на торце которого выполнено осесимметричное гнездо с размещенным в нем рабочим органом в виде стального шарика, между торцом волновода и шариком расположены тарированная пружина и шайба с покрытием из фторопласта, одна из торцевых поверхностей которой плоская, а другая выполнена в виде сегмента сферы, радиус которой равен радиусу шарика, причем вертикальная ось инструмента смещена относительно вертикальной оси оправки, а в волноводе выполнен сквозной паз, длинная сторона которого параллельна оси тарированной пружины, на конце волновода с помощью резьбы укреплена гильза, фиксируемая с помощью контргайки, причем торцевая поверхность конца гильзы, контактирующей со стальным шариком, выполнена в виде сегмента сферы, с радиусом, равным радиусу шарика.

Сущность заявляемого изобретения иллюстрируется графическими материалами, где на фигуре 1 представлен общий вид ультразвукового инструмента для комбинированной накатки плоских поверхностей в разрезе.

Ультразвуковой инструмент для комбинированной накатки плоских поверхностей содержит оправку, закрепленную в шпинделе станка с возможностью вращения, ультразвуковой преобразователь с волноводом 1, укрепленным на оправке (на фигуре 1 оправка и ультразвуковой преобразователь не показаны). На торце волновода 1 выполнено осесимметричное гнездо 2. Стальной шарик 3 фиксируется с возможностью вращения с помощью фиксатора 4, а между торцом волновода 1 и шариком 3 расположены тарированная пружина 5 и шайба 6 с покрытием из фторопласта. Одна из торцевых поверхностей шайбы 6 плоская, а другая выполнена в виде сегмента сферы, радиус которой равен радиусу шарика 3, причем вертикальная ось инструмента смещена относительно вертикальной оси оправки на величину «а». На конце волновода 1 с помощью резьбы укреплена гильза 7, фиксируемая с помощью контргайки 8, причем торцевая поверхность конца гильзы 7, контактирующей со стальным шариком 3, выполнена в виде сегмента сферы, с радиусом, равным радиусу шарика 3. В волноводе 1 выполнен сквозной паз 9, длинная сторона которого параллельна оси тарированной пружины 5.

Ультразвуковой инструмент для комбинированной накатки плоских поверхностей работает следующим образом. Инструмент закрепляется в шпинделе станка через стандартную ультразвуковую головку, а заготовка закрепляется на столе с помощью приспособления или прихвата, после чего стол фрезерного станка перемещается в вертикальном направлении до соприкосновения с шариком 3. Вертикальная нагрузка на стальной шарик 3 обеспечивается сжатием тарированной пружины 5 на некоторую величину, которая определяется в виде разности двух измерений базового размера «b», показанного на фигуре 1. Одно из этих измерений производится в момент касания шарика 3 заготовки, а второе - при осуществлении необходимой вертикальной нагрузки на шарик 3. Оба измерения осуществляются стандартной измерительной головкой (на фигуре 1 не показана), установленной на плоской поверхности волновода 1, посредством щупа 10, вставляемого в сквозной паз 9. После того как пружина 5 сжата на необходимую величину, измерительная головка удаляется. Затем гильза 7 передвигается по резьбе по концу волновода 1 до соприкосновения с шариком 3, обеспечивая тем самым необходимый контакт для передачи ультразвуковых колебаний. С помощью контргайки 8 гильза 7 фиксируется на конце волновода 1, при этом выбираются зазоры резьбового соединения, обеспечивая беспрепятственное прохождение ультразвуковой волны. Ультразвуковая волна, генерируемая ультразвуковой головкой и передающаяся по волноводу 1, проходит по гильзе 7, торцевая поверхность которой выполнена в виде сегмента сферы с радиусом, равным радиусу стального шарика 3 и передается на шарик, который под ее воздействием совершает ультразвуковые колебания.

Процесс обработки заготовки осуществляется вращением шпинделя с эксцентрично закрепленным инструментом, на конце которого установлен стальной шарик 3. Посредством продольной и поперечной подачи стола фрезерного станка обработка осуществляется по всей поверхности заготовки.

Совмещение процесса накатки стальным шариком с процессом ультразвукового воздействия позволит существенно повысить точность поверхности обрабатываемой детали.