способ получения закругленной кромки детали, устройство для его осуществления и боек, используемый в

этом устройстве

область техники изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов ультразвуковой ковкой, и может быть использовано для изготовления деталей с повышенными технико-эксплуатационными характеристиками и для формирования закругленных кромок с переменной толщиной.

предшествующий уровень техники известны способы прокатки с продольными ультразвуковыми колебаниями валков, заключающиеся в том, что при обычной прокатке пластины возбуждают ультразвуковые колебания в валках при помощи прикрепленных к их торцам магнитострикционных - преобразователей (в.п.северенко, в.в.клубович, а.в.степаненко «пpoкaткa и волочение с ультразвуком)), изд-во «Hayкa и тexникa», минск, 1970 г., стр. 136-181).

при прокатке с ультразвуком на обрабатываемый материал налагаются колебания с различной амплитудой, что связано с параллельным расположением валков относительно пластины и значительной протяженностью области деформации. причем ультразвуковые колебания при прокатке являются только вспомогательным средством для снижения сил трения и некоторого увеличения пластичности обрабатываемого материала. в процессе ковки с использованием ультразвука колебания направлены вдоль продольной оси бойков, т.е. ортогонально пластине. деформация края пластины при ультразвуковой ковке осуществляется в основном непосредственно за счет акустической энергии. таким образом, протекающие процессы при деформации обрабатываемого материала ковкой с ультразвуком и прокаткой, с ультразвуком полностью различны, причем в отличие от ковки, возникающие в процессе прокатки с ультразвуком силы трения направлены строго вдоль продольной оси пластины.

известен способ изготовления лезвия режущего инструмента, включающий формирование пластины, деформирование ультразвуковой ковкой торца пластины, расположенного между коническими поверхностями бойков, с одновременным перемещением пластины относительно осей бойков в поперечном направлении для формирования на пластине клинообразного лезвия (SU, N° 1720779).

в известном способе в процессе деформирования заготовки ей сообщают перемещение в поперечном направлении относительно приложения статистического усилия подпора, а величину зазора между бойками выдерживают на протяжении всего цикла деформации на уровне двойной амплитуды ультразвуковых колебаний. преимуществом способа является возможность получения изделия с толщиной режущей кромки 1-3 мкм без заусенца или с минимальным заусенцем.

ограничениями способа являются: сложность проведения процесса ультразвуковой ковки из-за необходимости подбора величины статического торцового усилия при колебаниях размеров пластины и отклонениях истинной траектории перемещения пластины от заданной в механизме перемещения заготовки; сложность поддержания величины зазора между бойками на протяжении всего цикла деформирования; необходимость использования нескольких поперечных проходов пластины между бойками для получения минимальных толщин режущей кромки.

основным же ограничением способа, который позволяет получить, казалось бы, высококачественные режущие кромки с наличием в них мелких зерен металла и с минимальными толщинами, как показали исследования, является наличие скрытого дефекта в виде узкой щелеобразной микрораковины, расположенной в плоскости симметрии режущей кромки.

для устранения этого дефекта в другом известном техническом решении край пластины закругляют (RU, N° 2211742).

ограничением этого способа является необходимость применения дополнительных операций для изготовления самой заготовки, которой придают предварительные скосы прокаткой, шлифованием, обжимом в штампе или предварительной ультразвуковой ковкой торца пластины. основным недостатком этого процесса, который присущ также упомянутым ранее известным способам ультразвуковой ковки, является незначительная площадь рабочей поверхности бойков, участвующих в деформации, что приводит к быстрому износу рабочих поверхностей бойков, остановке процесса, ремонту инструмента и переналадке оборудования. известен способ ультразвуковой обработки кромки детали, включающий деформирование ультразвуковой ковкой бойками края пластины с прямоугольной кромкой, расположенной между конусообразными поверхностями бойков, с одновременным перемещением пластины в поперечном направлении относительно

продольных осей бойков при придании бойкам вращения вокруг их продольных осей, причем на каждом из бойков выполнена впадина (ручей) с криволинейной образующей на его конусообразной поверхности, соответствующая по форме заданному профилю кромки детали сверху и снизу пластины (RU, N° 2286227). этим способом изготовляют лезвие режущего инструмента с очень острой кромкой, в частности с криволинейной образующей ручья, описываемой квадратичным полиномом Y=±AX ² ±BX±C, где Y направление вдоль поперечной оси бойка, а X - вдоль продольной.

способ позволяет улучшить качество режущей кромки при обеспечении заданной ее толщины, сократить время обработки, улучшить чистоту поверхности режущей кромки, уменьшить число операций обработки заготовки в процессе проведения ультразвуковой ковки, увеличить продолжительность износа инструмента, улучшить управляемость ведения процесса и его автоматизацию.

ограничением этого способа является невозможность его использования для изготовления деталей из разнотолщинных пластин, например у которых толщина пластины меняется вдоль ее длины или ширины. способ не предусматривает возможности изготовления закругленных кромок с переменным радиусом, например для деталей сложной фасонной формы, таких как турбинные лопатки и пр. например, в настоящее время турбинные лопатки изготавливают прецизионным шлифованием с использованием лекал.

известно также устройство для ультразвуковой обработки кромки детали, содержащее бойки, связанные с источниками ультразвуковых колебаний, расположенные один напротив другого и рабочие поверхности которых выполнены конусообразными, механизм, выполненный обеспечивающим перемещение пластины с прямоугольной кромкой между рабочими поверхностями бойков в поперечном направлении относительно их продольных осей и установленный с возможностью деформирования края пластины, привод, выполненный с возможностью вращения бойков вокруг их продольных осей, причем на каждом из бойков выполнена впадина (ручей) с криволинейной образующей на его конусообразной поверхности, соответствующая по форме заданному профилю кромки детали сверху и снизу пластины (RU, W° 2286227).

это устройство предназначено для изготовления лезвия режущего инструмента и ему присущи как все преимущества, так и недостатки для

изложенного выше способа. известным устройством невозможно изготовить закругленную кромку разнотолщинной заготовки с переменным радиусом.

известен также боек, входящий в состав вышеописанного устройства, содержащий рабочую поверхность, выполненную конусообразной и предназначенную для деформирования ультразвуковой ковкой края пластины, причем на конусообразной рабочей поверхности выполнен ручей, криволинейная образующая которого соответствует по форме заданному профилю кромки детали сверху и снизу пластины (RU, N° 2286227).

этот боек позволяет уменьшить износ его рабочей поверхности, улучшить качество кромки получаемого изделия, увеличить временной период работоспособности, а также уменьшить усилие деформации.

ограничением этого инструмента - бока является невозможность его использования для закругления кромки разнотолщинной заготовки, например для изготовления закругленного торца турбинной лопатки без заусенца, наплывов материала или раковины.

раскрытие изобретения

в основу настоящего изобретения поставлена задача расширения функциональных возможностей, повышения качества детали с закругленной кромкой, улучшения технологичности изготовления закругленной кромки для фасонных изделий, снижения трудоемкости, а также улучшения условий автоматизации проведения процесса с уменьшением числа проходов для формирования закругленной кромки.

технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного способа, - улучшение качества закругленной кромки при наличии заданной ее переменной толщины, сокращение времени обработки, улучшение чистоты поверхности закругленной кромки, уменьшение числа операций обработки заготовки в процессе проведения ультразвуковой ковки, улучшение управляемости ведения процесса и его автоматизации.

технический результат, который может быть получен при выполнении заявленного устройства, - улучшение качества закругленной кромки при уменьшении числа проходов для изготовления изделия до одного, улучшение управляемости ведения процесса и его автоматизации.

технический результат, который может быть получен при выполнении заявленного бойка, - улучшение качества закругленной кромки получаемых деталей, увеличение временного периода работоспособности бойка при изготовлении закругленной кромки, а также уменьшение усилия деформации для получения закругленного торца изделия.

для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата способ формирования ультразвуковой ковкой на пластине закругленной кромки переменной толщины включает размещение исходной пластины с прямоугольной кромкой между рабочими поверхностями бойков, выполненными по меньшей мере с одним ручьем, образующая которого соответствует по форме профилю закругленной кромки пластины и имеет переменный радиус R, и деформировании края пластины бойками с сообщением им ультразвуковых колебаний при одновременном перемещении пластины в поперечном направлении относительно продольной оси бойков, при этом используют исходную пластину, ширина которой меньше обработанной пластины на величину δ = R (l-π/4), где R - величина переменного радиуса в месте ультразвуковой ковки пластины бойками, а при перемещении пластины в поперечном направлении обеспечивают поворот бойков вокруг их продольной оси с окружной скоростью V ^{oкp б} , которую определяют из выражения V ^{oкp б} = ( V ^{лин п} χ α χ π D ^к ) / ( 360 χ L ) мм/с, где γ ^лин п _ _CKO p _OCTь перемещения пластины в мм/с, α - угол поворота бойка в градусах, π = 3,14

D ^к - рабочий диаметр бойка - минимальный диаметр его торца в мм, L - длина пластины в мм.

для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном устройстве для ультразвуковой обработки кромки детали, содержащем бойки, связанные с электроакустическими преобразователями ультразвуковых колебаний, расположенные один напротив другого и рабочие поверхности которых выполнены конусообразными, механизм, выполненный обеспечивающим перемещение пластины с прямоугольной кромкой между рабочими поверхностями бойков в поперечном направлении относительно их продольных осей и установленный с возможностью деформирования края пластины, привод,

выполненный с возможностью поворота бойков вокруг их продольных осей, причем на каждом из бойков выполнен ручей с криволинейной образующей на его торце, соответствующий по форме заданному профилю кромки детали сверху и снизу пластины, согласно изобретению ручей выполнен с криволинейной образующей на каждом из бойков с переменным радиусом R, ширина пластины уменьшена относительно требуемой на величину δ = R (l-π/4), где R - величина переменного радиуса в месте ультразвуковой ковки пластины бойками, а при перемещении пластины в поперечном направлении относительно продольных осей бойков окружная скорость V ^{oкp б} вращения бойков синхронизирована со скоростью v ^{лин п} перемещения пластины в соответствии с соотношением v ^{oкp б} _{= (} у ^лин п _{x α x π D} ^K ) / ₍ збо х L ) мм/с, где α - угол поворота бойка в градусах, π = 3,14

D - рабочий диаметр бойка - минимальный диаметр ручья в мм. для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном бойке для ультразвуковой обработки кромки детали, содержащем рабочую поверхность, предназначенную для деформирования ультразвуковой ковкой края пластины и на которой выполнен ручей с криволинейной образующей, согласно изобретению ручей с криволинейной образующей выполнен с переменным радиусом R.

возможны дополнительные варианты выполнения бойка, в которых целесообразно, чтобы:

- профиль впадины с криволинейной образующей был выполнен менее половины окружности; - на бойке было выполнено два ручья, симметричные друг другу и с максимальным углом поворота бойка α = 180° ;

- на бойке был выполнен один ручей, с максимальным углом поворота бойка α = 270° .

указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшими вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры.

краткий перечень чертежей

U2009/000150

фиг. 1 схематично изображает устройство для осуществления заявленного способа, где стрелками показано направление воздействия ультразвуковыми колебаниями, приложение статической нагрузки и вращение преобразователей ультразвуковых колебаний с прикреплёнными к ним бойками; фиг. 2 - схематично процесс изготовления закругленной кромки, начало;

фиг. 3 - то же, что фиг. 2, середина процесса; фиг. 4 - то же, что фиг. 2, конец процесса; фиг. 5 - сечение A-A на фиг. 2; фиг. 6 - сечение A-A на фиг. 3; фиг. 7 - сечение A-A на фиг. 4;

фиг. 8 - сечение A-A на фиг. 1, где стрелками показаны направления движения пластины, вращения бойков и зона деформации E лопатки;

фиг. 9 - сечение C-C на фиг. 8, где показано позиционирование кромки пластины относительно бойков в идеальном случае; фиг. 10 — схематично, изменение ширины пластины при ультразвуковой ковке и закруглении ее края переменным радиусом R;

фиг. 11 - схематично, уменьшение ширины заготовки пластины под переменный радиус R;

фиг. 12 - конструкцию бойка с двумя симметричными ручьями (продольное сечение);

фиг. 13 - то же, что фиг. 12, вид снизу на фиг.12 (схематично расположение рабочих поверхностей бойков);

фиг. 14 - конструкцию бойка с одним ручьем, схематичное расположение рабочей поверхности бойка; фиг. 15 - сечение D-D на фиг. 14.

краткое описание чертежей

поскольку способ получения закругленной кромки детали реализуется в заявленном устройстве для ультразвуковой обработки кромки детали, то сначала подробно описывается конструкция этого устройства (фиг. 1). на фигуре 1 показаны: боёк 1 верхний, боёк 2 нижний, пластина 3, механизм 4 перемещения пластины 3, втулка 5 с зубчатым колесом, электродвигатель 6 с шестерней, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом втулки 5, преобразователи 7 электрических импульсов в ультразвуковые колебания (уз),

кронштейн 8 верхний с отверстием для жесткой фиксации верхнего волновода, скоба 9, волноводы 10, стол 11, корпус 12 подшипникового блока, подшипник 15, рама 14.

для показанной конкретной конструкции втулка 5 с зубчатым колесом, электродвигатель 6 с шестерней, кронштейн 8, скоба 9, корпус 12 подшипникового блока, подшипник 15, находящиеся в кинематической связи, как показано на фиг. 1, составляют привод, выполненный с возможностью поворота бойков 1 и 2 вокруг их продольных осей. преобразователи 7 электрических импульсов в ультразвуковые колебания и волноводы 10 являются источниками ультразвуковых колебаний для бойков 1 и 2. механизм 4 перемещения пластины 3 может быть выполнен на основе электронного манипулятора.

специалистам понятно, что показанная на фиг. 1 конструкция не является единственно возможной. допустимо использование других устройств, обеспечивающих перемещение пластины 3, вращение бойков 1 и 2 и подачу на них уз колебаний, например, т.к. это описано в патенте рф JN° 2286227. однако устройство, показанное на фиг. 1 является наиболее простым.

таким образом, в общем случае устройство для ультразвуковой обработки кромки детали (фиг. 1) содержит бойки 1 и 2, связанные с электроакустическими преобразователями ультразвуковых колебаний, расположенные один напротив другого и на рабочих поверхностях которых выполнены ручьи 13. механизм 4 выполнен обеспечивающим перемещение пластины 3 с прямоугольной кромкой между рабочими поверхностями бойков 1 и 2 в поперечном направлении относительно их продольных осей и пространственно установлен с возможностью деформирования края пластины 3. привод выполнен с возможностью вращения бойков 1 и 2 вокруг их продольных осей. на каждом из бойков 1 и 2 выполнен ручей 13 с криволинейной образующей на его торце, соответствующий по форме заданному профилю кромки детали сверху и снизу пластины 3.

ручей 13 выполнен с криволинейной образующей на каждом из бойков 1 и 2 с переменным радиусом R. ширина пластины 3 уменьшена от заданной на величину δ = R (l-π/4), где R - величина переменного радиуса в месте ультразвуковой ковки пластины 3 бойками 1 и 2. при перемещении пластины 3 в поперечном направлении относительно продольных осей бойков 1 и 2 окружная скорость V ^oкp вращения бойков 1 и 2 синхронизирована со скоростью V ^{лин п} перемещения пластины 3 в соответствии с соотношением

₅ 0

v ^{oкp б} _{= (} у ^лин п _{x α} х _π D ^K ) / ( 360 х L ) мм/с, где α - угол поворота бойка 1 и 2 в градусах, π = 3,14

D ^к - рабочий диаметр бойков 1 и 2 - минимальный диаметр ручья в мм. процесс ультразвуковой ковки кромки пластины 3 (фиг. 1) происходит при её перемещении механизмом 4 между бойками 1 и 2, которые совершают уз колебания с частотой 20 - 22 кгц. кроме уз колебаний бойки 1 и 2, жестко закрепленные на волноводах 10, совершают синхронное вращение от электродвигателя 6.

устройство (фиг.l) состоит из 2-х уз блоков (преобразователь 7 и волновод 10 с бойком) на скобе 9 и кронштейне 8, при этом верхний может перемещаться по скобе 9 вверх-вниз и к неjviу приложена статическая сила P, а нижний закреплен жестко.

бойки 1 и 2 имеют ручьи 13 переменного сечения и расположены относительно друг друга соосно и зеркально. скоба 9 крепится на втулку 5 так, чтобы оси вращения волноводов 10 и бойков 1 и 2 были соосны с продольной осью втулки 5.

при помощи электродвигателя 6 с шестерней и зубчатого колеса втулки 5 скоба 9 может поворачиваться совместно с волноводами 10 и бойками 1 и 2 вокруг их продольной оси. втулка 5 с подшипниками 15 находится в корпусе подшипникового блока 12, являющегося основой ковочного устройства.

к корпусу 12 крепится стол 11 с механизмом 4 - электронным манипулятором.

на фигуре (1, 2-7) схематично показана обработка кромки пластины 3 переменным радиусом, т.е. в разных местах ручья бойков 1 и 2 радиус переменный.

например, кромка пластины 3 может плавно увеличиваться или уменьшаться вдоль ее длины L (как показано на фиг. 2-7), а может изменяться в соответствии заданным техническими параметрами на конкретное изделие, например, для разнотолщинной турбинной лопатки. и в этом случае устройство успешно функционирует, поскольку ширина пластины может быть легко уменьшена от заданной на величину

δ = R х (l-π/4), где R - величина переменного радиуса в месте ультразвуковой ковки пластины 3 бойками 1 и 2 в определенный момент времени, а при перемещении пластины 3 в поперечном направлении относительно продольных осей бойков 1 и 2

окружная скорость V ^{oкp б} вращения бойков 1 и 2 синхронизирована со скоростью V ^лин перемещения пластины в соответствии с соотношением v ^oк _P ^б _{= ( v} ^лин п _{x α x π D} ^K ) / ₍ 360 х L ) мм/с, где α - угол поворота бойка 1 и, соответственно бойка 2, в градусах, π = 3,14

D ^к - рабочий диаметр бойка - минимальный диаметр ручья 13 в мм.

для синхронизации V ^{0Kp б} и V ^{лин п} механизм 4 и электродвигатель 6 могут быть выполнены регулируемыми.

пример 1. на фиг.2, 5 показан заход пластины 3 в зону ковки с переменным радиусом R, где R _mш = rj = 0,3 мм.

окружная скорость V ^{oкp б} бойков 1 и 2 значительно меньше линейной скорости пластины 3 V ^{лин п} . и когда пластину 3 уз ковкой обработают до середины длины L (фиг. 3, 6) - боёк 2 повернется на 90° и радиус ручья уже будет промежуточным = 0,65 мм. в конце обработки пластины 3 боёк 1 и 2 повернется на 180° от первоначального положения (фиг. 4, 7) и будет обрабатываться кромка с максимальным переменным радиусом R _max = гз=l мм.

на фиг. 8 показано сечение A-A на фиг. 1 (увеличено), где стрелками показаны направления движения пластины v ^{лин п} , вращения бойков ω и зона деформации E пластины.

при уз ковке пластины 3 с прямоугольной кромкой она входит в ручей 13 между бойками 1 и 2 в точке в на диаметре d', где толщина пластины 3 соответствует ручьям 13. далее идет деформация края пластины бойками на протяжении расстояния M до оси бойков. величина M зависит от диаметра бойков, толщины кромки пластины 3 и формы ручья.

на фиг. 9 изображено сечение C-C на фиг. 8, где показано позиционирование кромки пластины относительно бойков 1 и 2 в идеальном случае: площадь кромки пластины 3 до деформации равна площади S ₂ «πt ² /8 после деформации. обозначения на фиг. 9: t - толщина пластины 3 ; β - точки входа кромки пластины 3 в зону деформации; d' - диаметр ручья 13, где толщина кромки пластины 3 равна высоте ручья 13; l _\ - величина деформации края пластины 13;

/ ₂ =δ - прирост ширины пластины 3 при её деформации.

при классической уз ковке прямоугольной кромки пластины 3 металл вытесняется в ручей бойка 1 и 2 и ширина пластины увеличивается на величину δ

(фиг. 10). величина δ прямо пропорциональна радиусу ультразвуковой ковки δ = R (l-π/4). поэтому заготовка пластины 3 должна быть меньше окончательных заданных параметров детали на величину δ.

пример 2. для R _mш = ц = 0,3 мм A ₁ = 0,065, а для R _max = г ₃ =l мм δ ₃ = 0,215.

для такой заготовки пластины 3 уклон в общем виде равен i = (l-π/4) (R-r) / L. если длина пластины 3 L = 250 мм, то i = 0,1 : 167 (фиг. 11). кроме того, за счет выбора δ = R (l-π/4) уменьшается усилие деформации для получения закругленного торца изделия.

в общем случае край пластины 3 может быть не прямолинейным, как это показано на фиг. 2, 3, 4, 8, а криволинейным. в этом случае механизм 4 - электронный манипулятор перемещает пластину 3 не только в поперечном направлении относительно продольных осей бойков 1 и 2, а обеспечивает в месте ковки пластины 3 бойками 1 и 2 положение касательной к криволинейной поверхности пластины 3 ортогонально к продольной оси бойков 1 и 2. при этом соотношение δ = R (l-π/4) сохраняется как для криволинейной поверхности пластины 3, так и для пластины 3, у которой толщина изменяется по ее длине. таким образом, способ ультразвуковой обработки кромки детали характеризуется тем, что:

- деформируют ультразвуковой ковкой бойками 1 и 2 край пластины 3 с прямоугольной кромкой, расположенной между конусообразными поверхностями бойков 1 и 2; - одновременно перемещают пластину в поперечном направлении относительно продольных осей бойков 1 и 2 при придании бойкам 1 и 2 вращения вокруг их продольных осей, причем на каждом из бойков 1 и 2 выполнен ручей 13 с криволинейной образующей на его поверхности, соответствующий по форме заданному профилю кромки детали сверху и снизу пластины 3; - ручей выполнен с криволинейной образующей на каждом из бойков 1 и 2 с переменным радиусом R;

- ширину пластины 3 уменьшают на величину δ = R (l-π/4), где R - величина переменного радиуса в месте ультразвуковой ковки пластины 3 бойками 1 и 2;

- при перемещении пластины 3 в поперечном направлении относительно продольных осей бойков 1 и 2 выбирают окружную скорость V ^{oкp б} вращения бойков 1 и 2 соответствующей соотношению у ^окр в _{= ( v} ^лин. п х _{α x π D} ^K ) / ₍ 360 х L ) мм/с, где V ^{лин п} - скорость перемещения пластины в мм/с, α - угол поворота бойка 1 или 2 в градусах, π = 3,14

D - рабочий диаметр бойка 1 и 2 - минимальный диаметр его конусообразной поверхности в мм, L - длина пластины в мм.

за счет выбора окружной скорости v ^{oкp б} вращения бойков 1 и 2 соответствующей указанному соотношению и ручья 13 с переменным радиусом R удается получить качественную закругленную кромку при уменьшении для изготовления изделия числа проходов до одного, улучшить управляемость ведения процесса и его автоматизацию.

боек 1 или 2 (фиг. 12-15) для ультразвуковой обработки кромки детали содержит рабочую поверхность, выполненную с ручьем 13 и предназначенную для деформирования ультразвуковой ковкой края пластины 3. на рабочей поверхности выполнен ручей 13, криволинейная образующая которого соответствует по форме заданному профилю кромки детали сверху и снизу пластины 3. ручей 13 с криволинейной образующей выполнен с переменным радиусом R на бойках 1 или 2.

профиль ручья 13 с криволинейной образующей может быть выполнен менее половины окружности (фиг. 9).

ручей 13 на рабочей поверхности бойков 1 или 2 может быть выполнен в виде двух ручьев (фиг. 12, 13), симметричных друг другу и с максимальным углом поворота бойка α = 180 .

ручей 13 на рабочей поверхности бойков 1 или 2 может быть выполнен в виде одного ручья (фиг. 14, 15) с максимальным углом поворота бойка α = 270° .

пример 3. выполнение бойков 1 и 2. задаёмся:

Rmi _п ⁼ гi = 0,3 мм; Rmах = г ₃ = 1 мм; длина пластины 3 для лопатки L = 250 мм; наружный диаметр бойка D ^б = 20 мм; рабочий диаметр бойка 1 или внутренний диаметр ручья 13 D = 17 мм.

пусть бойки 1 и 2 имеют два ручья, симметричных друг другу (фиг.12, 13).

максимальный поворот бойков α в процессе ковки кромки пластины 3 α = 180°.

заглубление ручья 13 в тело бойка равно 1,5мм. внутренний диаметр ручья 13 D ^к = 17 мм,

длина ручья 13 C ^к =53,4мм. для двух ручьев α =180°, поэтому рабочая длина ручья C ^{к '} = C ^к /2 = 26,7 мм

за время поворота бойков 1 и 2 на угол 180° пластина переместится на длину L = 250 мм. зададимся линейной скоростью пластины, достаточной, как показали эксперименты, для качественной ультразвуковой ковки V ^{лин п} = 5 мм/с

отношение длины канавки на 1/2 окружности C ^к к длине пластины 3 L равнозначно отношению V ^{oкp б} к линейной скорости V ^{лин п} .

26,7 мм / 250 мм = 0,107 = V ^{oкp б} / V ^{лин л} отсюда V ^{oкp б} = 0,53 мм/с, частота оборотов n ^б = 0,099 об/сек.

пусть бойки 1 и 2 имеют один ручей с максимальным углом поворота бойка α = 270° (фиг.14, 15), т.е. поворот бойков 1 и 2 в процессе ковки кромки пластины равен α = 270°.

заглубление ручья в тело бойков 1 и 2 равно 1,5 мм (δ=l,5) внутренний диаметр канавки D ^к = 17 мм. тогда:

C ^к = (3 π D ^к ) / 4 = 40 мм

L = 250 мм

C ^к / L = 40 / 250 = 0,16 = V ^{oкp б} / V ^{лин п}

примем скорость ковки . V ^{лин п} = 5 мм/с, тогда

V ^{oкp б} =5 x 0,16 = 0,8 мм/с

с другой стороны:

- время ковки T = 250 / 5 = 50 с

- боек повернется на 270° - C ^к / T = 40 / 50 = 0,8 мм/с = V ^{oкp б}

переведем на обороты 40 мм - 3/4 оборота 0,8 мм/с - n ^б

отсюда: n ^б = 0,8мм/c х 0,75oб / 40 мм = 0,015 об/с т.е. n ^б = 0,015 об/с = 0,9 об/мин в общем виде: v ^{oкp б} _{= (V} ^лин п _{x a x π x O} *y (360 х L) [мм/с]; nб _{= (V} лин п _{χ α)} ! _{(36Q χ L) [f)б/c} -j где: α - в град V ^{лин п} - в мм/c

D ^к ; L - в мм.

таким образом, получили зависимость в общем виде между окружной скоростью бойков V ^oкp и числом оборотов бойков n ^б от линейной скорости пластины V ^лин , длины ручья 13 на бойке C ^к , угла поворота бойка α в градусах, длины пластины L и диаметра ручья D ^к , необходимую для автоматизации уз ковки.

бойки 1 и 2 с двумя ручьями целесообразно использовать для изготовления коротких лопаток, а боёк с одним ручьем - для длинных лопаток.

промышленная применимость

наиболее успешно заявленный способ получения закругленной кромки детали, устройство для его осуществления и боек, входящий в состав этого устройства, промышленно применимы при изготовлении различных фасонных деталей, в том числе турбинных лопаток, с улучшенными технико- эксплуатационными характеристиками, с высокими показателями по износостойкости и с закругленными кромками переменных радиусов.