Технология машиностроения

259 Ультразвуковая размерная обработка ведется на резонансной частоте, ибо эффективность технологических процессов определяется амплитудой колебаний, а максимальные значения амплитуд, как известно, достигаются при возбуждении УЗ колебательной системы на резонансной частоте. Значения резонансных частот УЗ колебательных систем должны быть в пределах разрешенных диапазонов. Для УЗ аппаратов при размерной обработке эти частоты соответствуют 18, 22, 44 кГц. Для обеспечения резонанса геометрические размеры волновой колебательной системы должны быть соизмеримы с длиной волны. На практике широко используется установка с двухполуволновой колебательной системой (рис. 3.26). Здесь преобразователь и концентратор имеют резонансный размер, равный половине длины волны УЗ колебаний в материале преобразователя. Как видно из рис. 3.26, существуют плоскости с узлами и пучностями. На торце инструмента пучность с максимальной амплитудой. Максимальные значения смещений (амплитуд) всегда соответствуют минимальным значениям механических напряжений и наоборот. Расстояния между двумя соседними узловыми плоскостями или пучностями всегда равны половине длины волны. Рис. 3.26. Двухполуволновая колебательная система и распределение амплитуд колебаний А и действующих механических напряжений F : 1 – рабочий инструмент; 2 – концентратор; 3 – опора; 4 – преобразователь; 5 – корпус Если показанная на рис. 3.26 колебательная система выполнена из стали. то при скорости звука стали 5000 м/с и частоте колебательной системы 22 кГц ее продольный размер равен:  = С / f == 22,7 см. Для обеспечения высокой компактности и малого веса используются полуволновые колебательные