ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕЛКИХ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 1995 года по МПК B24B31/67 

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано при вибрационной обработке свободными телами мелких преимущественно тонкостенных деталей.

Известны устройства для вибрационной обработки деталей, содержащие рабочий контейнер, заполненный рабочей средой и обрабатываемыми деталями, смонтированный на витых пружинах и получающий колебания от вибропривода.

Существенным недостатком данных конструкций является то, что при обработке в этих устройствах мелких тонкостенных деталей происходит деформация последних при попадании их на дно контейнера, где на детали воздействует большая масса наполнителя. Недогружать рабочий контейнер для уменьшения массы загрузки или изготавливать устройства с малым объемом контейнера при массовом производстве нерентабельно. Кроме того, при обработке в данных устройствах мелких деталей, удельный вес которых значительно меньше удельного веса рабочей среды, детали собираются на поверхности рабочей среды и не обрабатываются.

Известно устройство для вибрационной обработки деталей с обеспечением планетарного движения последних в контейнере за счет установки деталей на планшайбы цилиндрической вставки, получающей обкаточные движения внутри контейнера за счет установки ее на оси с зазором обката.

Однако известное устройство отличается малой производительностью, большой трудоемкостью установки мелких разнотипных деталей в приспособлении, сложностью предотвращения деформации тонкостенных деталей, а также наличием уплотнения, закрывающего зазор обката от попадания в него частиц износа рабочей среды.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является вибрационное устройство для обработки мелких деталей, содержащее упруго подвешенный контейнер, размещенные в нем барабаны с рабочей средой и заготовками и вибропривод с дебалансами, установленными на его входном валу.

Однако в известном устройстве несущая среда, обладая свойством демпфирования, значительно снижает интенсивность колебаний при передаче последних барабанам вибрирующим контейнером, что снижает интенсивность обработки. Кроме того, при хаотичном движении рабочих барабанов в контейнере отсутствует возможность задавать барабанам необходимую форму и амплитуду колебаний, что снижает технологические возможности устройства. Кроме того, несущая среда затрудняет подачу и вывод из барабанов рабочей жидкости и загрязняет последнюю.

В основу изобретения поставлена задача такого вибрационного устройства для обработки мелких деталей, в котором барабаны с рабочей средой и деталями имели бы достаточную жесткую связь с контейнером и их положение в процессе виброобработки было бы регулируемым, что обеспечит заданные необходимые значения амплитуды и форму колебаний, а также циркуляцию рабочей жидкости и за счет этого увеличится производительность виброобработки, расширятся технологические возможности устройства и улучшится качество обработки деталей.

Поставленная задача решается тем, что вибрационное устройство для обработки мелких деталей, содержащее упруго подвешенный контейнер, размещенные в нем барабаны с рабочей средой и заготовками и вибропривод с дебалансами, установленными на его выходном валу, согласно изобретению, снабжено установленными с зазором на выходном валу и смонтированными на боковых стенках камеры двумя втулками и размещенной с зазором на выходном валу полой оправкой с цилиндрическими выступами на ее концах и плоскими пружинами, закрепленными на выступах, при этом цилиндрические выступы оправки расположены в указанных втулках с возможностью обката, а барабаны размещены равномерно по окружности и торцами соединены с пружинами, каждая из которых установлена под углом α к плоскости, проходящей через ось выходного вала и ось соответствующего барабана.

Плоские пружины могут быть установлены с возможностью регулировки угла α в диапазоне от 90-90^о.

Устройство может быть снабжено заборниками рабочей жидкости, закрепленными на торцах каждого барабана, при этом на цилиндрических поверхностях последних и на их торцах выполнены отверстия.

Контейнеp устройства может быть заполнен рабочей жидкостью на уровень, необходимый для ее захвата заборниками барабанов.

На фиг.1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 один из рабочих барабанов, закрепленных на оправке при условии, что угол α между плоскостями пружин и плоскостью колебаний контейнера (YOZ) 45^o; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 6 вариант крепления плоской пружины к оправке и барабану при условии, что угол между плоскостью пружины и плоскостью колебаний контейнера (YOZ) равен 0; на фиг. 7 сечение Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 то же, что на фиг. 6 при условии, что угол α равен 90^о; на фиг. 9 сечение Д-Д на фиг. 8.

Устройство содержит цилиндрический контейнер 1, соосно с которым размещен выходной вал 3 с закрепленными на нем дебалансами 2 и соединенный через эластичную муфту 4 с электродвигателем 5. Внутри камеры контейнера 1 прикреплены к торцам две втулки 6, в которые с зазором вставлены цилиндрические выступы 7 полой оправки 8. На последнюю через плоские пружины 9, поворотные фланцы 10, 11 и вилки 12 закреплены рабочие барабаны 13. Фланцы 10 и 11 выполнены с пазами 14 под крепежные болты 15 (фиг. 3 и 4). Барабаны 13 снабжены с торцом заборниками 16, входными отверстиями 17 (фиг. 5), а на цилиндрической поверхности барабанов выполнены сливные отверстия 18 (фиг. 3). Кроме того, барабаны загружены наполнителем (рабочая среда с заготовками) 19. Контейнер снабжен входным 20 и выходным 21 штуцерами, через которые проходит рабочая жидкость 22, и крышкой загрузочного люка 23 крепится к раме через винтовые пружины 24 (фиг. 1).

Устройство работает следующим образом.

От двигателя 5 (фиг. 1) через муфту 4 передается вращение на вал 3 с дебалансами 2, что в свою очередь приводит упруго подвешенный контейнер 1 в круговые колебания, а те в свою очередь способствуют вращению оправки 8 с закрепленными на ней барабанами 13 вокруг своей оси за счет качения цилиндрических выступов оправки 7 по внутренней поверхности втулок 6. Вращение оправки обеспечивает поочередное погружение барабанов в проточную рабочую жидкость 22, которая поступает в контейнер через входной штуцер 20 и сливается через выходной штуцер 21, расположенный на определенном расстоянии от дна контейнера, чтобы обеспечить уровень рабочей жидкости, необходимый для ее захвата заборниками 16 барабанов. При погружении барабанов заборники 16 зачерпывают рабочую жидкость, которая по мере вращения барабанов вокруг оси оправки постепенно поступает в барабаны через отверстия 17 (фиг. 5), смачивает наполнитель и затем стекает через сливные отверстия 18 до наступления следующего цикла.

Кроме того, барабан 13 за счет направленных деформаций плоских пружин 9, расположенных под углом α к плоскости, проходящей через ось выходного вала 3 и ось соответствующего барабана, совершают диагональные колебания, у которых одна из составляющих направлена вдоль оси Х (фиг. 3 и 4), что способствует колебательному движению рабочей среды вдоль оси барабана.

Форма и амплитуда колебаний барабанов зависит от параметров плоских пружин, так и от расположения последних относительно плоскости колебаний контейнера. Таким образом, изменяя угол между плоскостями пружин 9 и плоскостью колебаний контейнера (YOZ) изменяют величины составляющих (по осям Х и Y, фиг, 3 и 4) амплитуды колебаний барабанов, что соответственно изменяет форму и амплитуду объемных колебаний барабанов, что в свою очередь способствует расширению технологических возможностей установки. Поворот пружин осуществляется путем поворота фланцев 10 и 11 вокруг своей оси на необходимый угол α. Периметр фланцев может быть проградуирован. Для поворота фланцев 10 и 11 необходимо отпустить прижимные болты 15 в пазах 14, установить необходимый угол и затянуть болты. При условии того, что угол α равен 45^о (фиг. 3 и 4), составляющая колебаний барабанов по оси Х будет максимальной. Уменьшая или увеличивая угол α, уменьшают продольные колебания барабанов. При необходимости продольные колебания барабанов могут быть равны нулю. При этом условии возможны два варианта.

Первый, когда α 0 (фиг. 6 и 7), пружины работают как жесткие стержни, и барабаны совершают такие же колебания, как и контейнер.

Второй вариант, когда α 90^о (фиг. 8 и 9). При условии, если плоские пружины настроены на резонанс, барабаны будут иметь максимальную амплитуду.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно повысить интенсивность процесса виброобработки, расширить технологические возможности вибрационных устройств и улучшить качество обработанных деталей.

Использование: при вибрационной обработке свободными телами мелких, преимущественно, тонкостенных деталей. Сущность изобретения: в упругом подвешенном контейнере 1 размещены рабочие барабаны 13 с помещенными в них деталями и рабочей средой. Барабаны закреплены на поворотной оправке 8 через плоские пружины 9. Последние расположены под углом α к плоскости, проходящей через ось выходного вала и ось соответствующего барабана. Плоские пружины приклеплены к оправке и барабанам через повторные фланцы 10. Барабаны снабжены заборниками 16 для зачерпывания проточной рабочей жидкости со дна контейнера. Плоские пружины установлены с возможностью регулирования угла a в диапазоне 0 - 90°. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕЛКИХ ДЕТАЛЕЙ, содержащее упруго подвешенный контейнер, размещенные в нем барабаны с рабочей средой и заготовками и вибропривод с дебалансами, установленными на его выходном валу, отличающееся тем, что оно снабжено установленными с зазором на выходном валу и смонтированными на боковых стенках камеры двумя втулками и размещенной с зазором на выходном валу полой оправкой с цилиндрическими выступами на ее концах и плоскими пружинами, закрепленными на выступах, при этом цилиндрические выступы оправки расположены в указанных втулках с возможностью обката, а барабаны размещены равномерно по окружности и торцами соединены с упомянутыми пружинами, каждая из которых установлена под углом α к плоскости, проходящей через ось выходного вала и ось соответствующего барабана. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плоские пружины установлены с возможностью регулировки угла a в диапазоне 0 90^o. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено заборниками рабочей жидкости, закрепленными на торцах каждого барабана, а на цилиндрической поверхности барабанов и на их торцах выполнены отверстия. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что контейнер заполнен рабочей жидкостью на уровень, необходимый для ее захвата заборниками барабанов.