Для ультразвуковой обработки отверстий универсальные сверлильные станки оснащают сменными головками (рис. 7.70) [10, 48].

7.6. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ОБРАБОТКА ДАВЛЕНИЕМ

Основные процессы ультразвуковой обработки давлением (УЗОД) были приведены выше (см. рис. 7.7). Применение УЗК при обработке давлением позволяет повысить скорость деформирования и стойкость инструментов, улучшить состояние поверхностного слоя заготовок, обеспечить обработку материалов, деформация которых без УЗ приводит к их разрушению, и уменьшить энергоемкость операций [26, 47, 61, 62].

Ультразвуковые колебательные системы для УЗОД различают по способам согласования генератора с преобразователем (на холостом ходу), а также по способам соединения с неподвижными деталями оснастки или оборудования (фланцами в узловой плоскости, четвертьволновыми или дисковыми элементами) [1, 62].

Штамповка. Использование УЗК при выполнении разделительных или формоизменяющих операций листовой штамповки дает возможность снизить напряжения, соответствующие дайной степени деформации, повысить пластичность материала заготовки^ уменьшить трение в месте деформации, улучшить состояние поверхностей заготовки после штамповки, значительно снизить вероятность образования дефектов при штамповке труднодеформируемых материалов [61 ].

В месте деформации УЗК вводят посредством пуансона (штемпеля или верхнего бойка), матрицы (нижнего бойка) или через оба инструмента. При выполнении одного из инструментов без учета требований резонанса колебательную систему называют разомкнутой (ее можно использовать при обработке пластичных материалов, обладающих низким сопротивлением деформации) [61 ]. Замкнутыми называют колебательные системы, когда к резонансной системе через заготовку присоединяют дополнительную нагрузку в виде статического усилия. Такие системы используют при значительных статических нагрузках и выполняют с расположением очага деформации в пучности УЗК или в пучности напряжений. В последнем случае длина их элементов по обе стороны от очага деформации должна быть кратна нечетному числу

7.67. Влияние УЗК на силовые параметры вырубки - пробивки при различных схемах их ввода [52]

Колебательные системы для выполнения разделительных операций приведены в работе [52]. При разделительных операциях УЗК позволяют: снизить сопротивление деформации материала заготовки (применением колебательных систем с расположением очага деформации в пучности продольных или крутильных колебаний); локализовать деформации вблизи контактных поверхностей динамическим характером приложения нагрузки (применением разомкнутых колебательных систем).

Некоторые данные о влиянии различных схем подвода УЗК к рабочим элементам штампов при вырубке и пробивке приведены в табл. 7.67. При этом диаметр вырубаемой заготовки или пробиваемого отверстия составлял 10 мм, скорость деформирования - 0,4 мм/с, СОЖ - масло индустриальное.

Схемы выполнения некоторых формоизменяющих операций с УЗК приведены на рис. 7.71 и 7.72. Достоинствами этих схем являются повышение устойчивости заготовки; более равномерное протекание деформации; при глубокой вытяжке снижение усилия деформирования в два-три раза. Влияние УЗК на параметры вытяжки приведено в табл. 7.68 и 7.69.

Волочение. При волочении УЗК уменьшают среднее (за период) статическое усилие волочения за счет уменьшения сил контактного трения, формирования знакопеременных напряжений, снижения предела текучести металла, разупрочнения, дробного характера деформации [26, 47, 51].

Волочение с наложением УЗК представляет собой элементарные акты дробного обжатия в радиальном направлении и в направлении протягивания.

При волочении проволоки УЗК вводят, как правило, через волочильный инструмент (волоку, матрицу, фильеру) [261; при волочении труб - через волочильный инструмент, оправку (при оправочном волочении), комбинированным способом [26, 51 ].

Рис. 7.71. Схема установки для раздачи трубчатой заготовки:

/ - преобразователь; 2 - пуансон: 3 - заготовка: 4 отражатель

Рис. 7.72. Схема гибки с использованием продольных (а) и изгибных (б) УЗК:

/ - заготовка; 2 - концентратор; 3 - пуансон; 4 - матрица; В - преобра

зователь;

/ - гибка в пучности напряжений, - в пучности смещений

Типовые схемы волочения проволоки с использованием продольных УЗК приведены на рис. 7.73 и 7.74. При волочении по схеме, показанной на рис. 7.74, б, значительно упрощается заправка протягиваемого металла; на пластическую деформацию затрачивается большая энергия, что повышает эффективность УЗК- Волочение по схеме, приведенной на рис. 7.74, в, увеличивает степень обжатия за проход при одновременном снижении усилия волочения. Эту схему используют при волочении тонкой проволоки из мягких труднодеформируемых материалов. Для гашения УЗК, распространяющихся вдоль деформируемой проволоки, применяют схему со свободно расположенной волокой (рис. 7.74, а).