СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ ЗАУСЕНЦЕВ С ДЕТАЛЕЙ Российский патент 1994 года по МПК B23K28/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологии удаления заусенцев, облоя, округления острых кромок, образующихся на деталях при механической обработке, штамповке, прессовании, литье под давлением.

Известен способ удаления заусенцев с деталей, при котором детали помещают в камеру, герметично закрывают ее, заполняют смесью горючего газа и кислорода и при помощи электродетонатора воспламеняют последнюю. При взрыве газовой смеси образуется высокотемпературное пламя, в котором заусенцы сгорают или оплавляются [1]. Недостатком данного способа является неуправляемая кратковременность процесса взрывного горения газовой смеси, вследствие чего крупные заусенцы, имеющие достаточно большую толщину в корне и длину, не успевают сгореть в течение взрыва и остаются неудаленными. Стремление обеспечить удаление заусенцев посредством создания более энергетически мощного взрыва за счет увеличения давления исходной газовой смеси приводит к образованию мощной детонационной ударной волны, недопустимо деформирующей маложесткие элементы обрабатываемых деталей, увеличивает расход газообразных компонентов.

Известен также способ термического удаления заусенцев с деталей, при котором их помещают в камеру, герметизируют ее, заполняют смесью горючего и окисляющего газов и воспламеняют последнюю. Для управления (увеличения) длительностью взрывного горения газовой смеси в камеру помимо горючей смеси перед ее воспламенением вводят нейтральный горючий газ - флегматизатор горения, на молекулах которого происходит обрыв цепных реакций горения. Длительность реакции горения при этом регулируют количеством вводимого нейтрального газа [2].

Этот способ более совершенен по сравнению со способом [1], так как позволяет управлять длительностью процесса горения газовой смеси, однако вследствие того, что за счет теплопередачи нейтральный газ забирает на себя часть тепла, выделяющегося при взрывном окислении горючего газообразного компонента, не обеспечивается необходимое качество обработки, не удаляются полностью крупные заусенцы.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков, то есть на создание способа термического удаления заусенцев с деталей, обеспечивающего качественную и эффективную обработку расширенной номенклатуры деталей при снижении расхода газообразной горючей смеси.

Эта задача решается тем, что в способе термического удаления заусенцев с деталей, при котором детали помещают в герметичную камеру, заполняют ее газообразной горючей смесью, вводят в камеру флегматизатор и смесь поджигают, согласно изобретению, в качестве флегматизатора горения используют смесь твердых или жидких предельных углеводородов в количестве 0,5-10,0 г на 1 г заусенцев. Целесообразно смесь жидких углеводородов вводить в камеру в процессе взрыва. Не менее целесообразно смесь твердых углеводородов перед введением в камеру нагреть до жидкотекучего состояния.

При такой последовательности действий обеспечиваются наиболее благоприятные условия обработки, а именно:
- максимальное приближение к режиму дефлаграции - быстрого горения смеси;
- наличие в объеме горения в камере более ярких пламен по сравнению с горением газообразного горючего;
- стабильность протекания процесса обработки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что:
- во-первых, режим дефлаграции обеспечивает увеличение продолжительности по времени рабочего импульса взрыва, в течение которого происходит удаление заусенцев;
- во-вторых, промежуточные продукты горения твердых или жидких парафинов, взятых в указанном количестве, обеспечивают наличие в объеме горения ярких пламен, радиационное поглощение энергии которых поверхностью обрабатываемых деталей способствует поддержанию горения крупных заусенцев и их полному удалению;
- в-третьих, использование расплавленных парафинов обеспечивает упрощение способа их введения в камеру - впрыск и стабильность протекания процесса обработки.

Способ осуществляют следующим образом. В камеру укладывают подлежащие обработке детали, предварительно определив примерную массу подлежащих удалению заусенцев, размещают в ней смесь твердых или жидких предельных углеводородов, исходя при этом из условий, что для более мелких и тонких заусенцев достаточно минимального количества парафина (0,5...2,0 г), а при увеличении размеров заусенцев необходимо увеличить массу парафина до 5...10 г на 1 г заусенцев, камеру герметизируют, подают в нее газообразную смесь горючего газа и кислорода, которую подрывают при помощи электродетонатора. По второму варианту в камеру укладывают подлежащие обработке детали, камеру герметизируют, подают в нее смесь горючего газа и кислорода, осуществляют впрыск смеси жидкого или расплавленного парафина с одновременным подрывом газовой смеси при помощи электродетонатора. При подрыве газовой смеси в камере развивается высокая температура. Под действием высокой температуры заусенцы и углеводородная смесь разогреваются и начинают гореть, причем углеводородная смесь, сгорая, образует яркие пламена, что приводит к резкому увеличению яркостной температуры и, поскольку заусенцы получают тепло, в основном за счет поглощения излучения, то они эффективно догорают в избыточном кислороде смеси.

По сравнению с [1] и [2] процесс осуществляют при более низких исходных давлениях в камере, в результате чего взрыв в ней протекает в режиме, максимально приближенном к дефлаграци, и при увеличенном времени рабочего импульса, то есть в наиболее благоприятном режиме обработки для удаления крупных заусенцев.

Введение количественно варьируемого дополнительного компонента в виде смеси твердых или жидких предельных углеводородов позволяет регулировать яркостную температуру вспышки, возникающей при взрыве газа, и время протекания процесса.

П р и м е р ы. Крышки в количестве 8 шт из стали ст.20 с заусенцами после штамповки длиной до 0,5 мм и толщиной в корне 0,05 мм (примерной массой 0,18 г) помещают в цилиндрическую камеру диаметром 200 мм и высотой 150 мм, на тарельчатый поддон - приспособление помещают в парафин с температурой плавления 50-52^оС в количестве 0,09 г. Затем камеру герметизируют усилием 200 т, заполняют смесью кислорода и водорода так, что общее давление в камере достигает 21 атм, а парциальные давления кислорода и водорода относятся как 1: 1. Затем при помощи электрозапальной свечи производится подрыв смеси. В результате обработки заусенцы удаляются полностью.

Вал с зубчатым венцом из стали ст.20ХНЗА с заусенцами, образованными после зубофрезерования, длиной до 4 мм и толщиной в корне до 0,3 мм обрабатывают в этой же камере, но при введении в камеру парафина в количестве 0,5 г и исходном давлении газовой смеси кислорода и водорода 28 атм. В результате обработки заусенцы удаляют полностью, острые кромки притуплены с радиусом скругления 0,15 мм.

Контрольные эксперименты при обычных условиях обработки показывают, что удовлетворительного по качеству удаления заусенцев добиться не удается.

Использование: при удалении заусенцев, облоя, скругления острых кромок, образующихся на деталях после механической обработки, штамповки, прессовании, литья под давлением. Сущность изобретения: в герметизируемую камеру помещают детали, заполняют ее смесью горючего и окисляющего газов, вводят в нее смесь твердых или жидких предельных углеводородов /парафинов/ в количестве 0,5...10 на 1 г подлежащих удалению заусенцев и подрывают смесь. Процесс удаления заусенцев ведут в присутствии продуктов сгорания углеводородов. Смесь жидких углеводородов может быть введена в камеру в процессе взрыва. Перед введением в камеру смесь твердых углеводородов может быть нагрета до жидкотекучего состояния. 2 з.п. ф-лы.

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ ЗАУСЕНЦЕВ С ДЕТАЛЕЙ, при котором детали помещают в герметичную камеру, заполняют ее газообразной горючей смесью, вводят в камеру флегматизатор и смесь поджигают, отличающийся тем, что в качестве флегматизатора горения используют смесь твердых или жидких предельных углеводородов в количестве 0,5 - 10,0 г га 1 г заусенцев. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь жидких углеводородов вводят в камеру в процессе взрыва. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что смесь твердых углеводородов перед введением в камеру нагревают до жидкотекучего состояния.