Actual Problems in Machine Building 2020 Vol. 7 No. 1-2

Actual Problems in Machine Building. Vol. 7. N 1-2. 2020 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 54 Рис. 1. Ультразвуковая обработка закрепленным инструментом. 1 – волновод, 2 – индентор, 3 – обрабатываемая поверхность Отказ от жесткого крепления индентора к акустической системе влечет за собой увеличение срока его службы за счет возникновения хаотического вращения инструмента и вовлечение в процесс изнашивания различных участков поверхности индентора. Кроме вышесказанных достоинств ультразвуковая обработка с незакрепленным инструментом имеет и недостатки, в частности, потери акустической энергии в зоне «индентор-волновод». Этот недостаток может быть минимизирован за счет подбора амплитудно-частотных параметров обработки [1-3]. Так же при обработке индентором, имеющим форму тела вращения помимо трения скольжения имеет место трение качения, что также сказывается на условиях контактирования тел и напряженно деформированном состоянии в зоне обработки. В современном машиностроении известно несколько типов ультразвуковых систем, не имеющих жесткого контакта между инструментом и волноводом. Первой разработанной схемой ультразвуковой обработки с нежестко закрепленным инструментом принято считать устройство для ультразвуковой обработки открытых сферических поверхностей [4]. В настоящее время в США фирмой «Боинг» используется ультразвуковое клепальное устройство [5], которое использует основную идею [4]. На рисунке 2, а представлена схема ультразвуковой обработки сферических поверхностей незакрепленным инструментом в виде шара. Для обработки многоместного штампового инструмента с несколькими сферическими рабочими поверхностями, имеющими жесткие координатные связи, данную схему модернизировали (рис. 2, б). При сообщении ультразвуковой головке вращения (рис. 2, б) вокруг своей оси S кр получили схему обработки тороидальной поверхности (рис. 2, в). Подобная схема сильно упрощает конструкцию и удешевляет инструмент, снижает вспомогательное время на смену инструмента [1].