C - Chemistry – Metallurgy – 21 – D
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
21
D
C21D 10/00 (2006.01) B21J 7/20 (2006.01) C21D 7/04 (2006.01)
Patent
CA 2491743
Metallic workpieces of diverse shapes having work surfaces (13) which are deformed at the surface and adjacent sub-surface layers by surface impact from ultrasonic transducers (11) employing freely axially moving impacting elements (12) propelled and energized by a transducer oscillating surface vibrating periodically (10) at an ultrasonic frequency (14). The impacting elements are propelled in a random aperiodic and controlled impact mode at different phases of the periodic oscillation cycles. The transducer may be portable and provides a series of mechanically interconnected stages having mechanical resonances harmonically related as a multiple of the primary ultrasonic frequency and have matched stage resistances under instantaneous loading when the impact elements are driven by the transducer oscillating surface into the surface of the workpiece. This mode of operation produces Q-factor amplification of the input ultrasonic power oscillator energy at the impact needles and high propulsion velocities making it possible to machine metallic workpiece bodies to greater depths for compressing the metal to increase compressive strength of the work surfaces and ultimate material strength of the workpiece. The machining is done at ambient temperatures.
Selon la présente invention, des pièces à usiner métalliques de différentes formes présentant des surfaces d'usinage (13) sont déformées au niveau de la surface et des couches de sous-surface adjacentes, par impact en surface commandé par des transducteurs ultrasoniques (11) utilisant des éléments d'impact (12) se déplaçant librement de manière axiale, propulsés et excités par une surface oscillante du transducteur vibrant périodiquement (10) à une fréquence ultrasonique (14). Les éléments d'impact sont propulsés selon un mode d'impact apériodique et commandés de manière aléatoire lors de différentes phases des cycles d'oscillation périodique. Le transducteur peut être portable et il utilise une série d'étages interconnectés mécaniquement présentant des résonances mécaniques associées de manière harmonique en tant que multiple de la fréquence ultrasonique primaire et présentant des résistances d'étages appariées sous charge instantanée lorsque les éléments d'impact sont entraînés par la surface d'oscillation de transducteur dans la surface de la pièce à usiner. Ledit mode de fonctionnement produit une amplification du facteur de qualité de l'énergie de l'oscillateur de puissance ultrasonique d'entrée sur les aiguilles d'impact et des vitesses de propulsion élevées, ce qui permet l'usinage de corps de pièces à usiner métalliques à des profondeurs supérieures par compression du métal afin d'augmenter la résistance à la compression des surfaces d'usinage et la résistance à la rupture du matériau de la pièce à usiner. L'usinage est effectué à température ambiante.
Finlayson & Singlehurst
U.i.t. L.l.c.
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-2000323