СПОСОБ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 1998 года по МПК B24B31/73 

Изобретение относится к вибрационной обработке деталей гранулированной рабочей средой, в частности, к обработке крупногабаритных неразборных узлов с узкими сквозными каналами и может быть использовано при ремонте деталей в авиационной, судостроительной, газоперекачивающей промышленностях, таких как сопловые, направляющие и распрямляющие аппараты.

Известен способ обработки деталей, включающий установку детали в контейнер, заполнение его рабочей средой и перемещение детали по направлению и со скоростью заданного циркуляционного движения рабочей среды (а. с. СССР N 1830339, кл. B 24 B 31/067, 1993).

Недостатком указанного способа является невозможность обработки неразборных узлов сложной формы с узкими сквозными каналами, поскольку в данном способе нет относительного перемещения детали и среды, что является условием обработки.

Для использования данного способа необходим дополнительный привод вращения детали.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ вибрационной обработки деталей, при котором их размещают в контейнере, заполняют контейнер гранулированной рабочей средой и сообщают ему колебательное движение (а.с. СССР N 1316797, кл. B 24 B 31/06, 1987).

В данном способе деталь с узкими сквозными каналами закрепляют в цилиндрическом контейнере на опорах, а гранулированная рабочая среда перемещается от колебаний контейнера.

Известный способ обеспечивает только вертикальное перемещение рабочей среды сквозь узкие каналы обрабатываемой детали, за счет перемещения самого узла сквозь перемещаемую гранулированную рабочую среду.

Недостатком известного способа является низкое качество обработки всех поверхностей газовоздушного тракта узла, из-за отсутствия движения рабочей среды по профилю контейнера цилиндрической формы.

Вышеуказанного недостатка лишен предлагаемый способ вибрационной обработки деталей, которые размещают в контейнере, заполняют контейнер гранулированной рабочей средой и сообщают ему колебательное движение, в котором, согласно изобретению, детали закрепляют с помощью амортизаторов на контейнере с возможностью колебания в вертикальной плоскости, при этом амплитуду колебаний детали выбирают в 2 раза меньше амплитуды колебаний контейнера, засыпают гранулированную рабочую среду выше верхнего положения деталей.

Предложенный способ обработки деталей позволяет обрабатывать одновременно каналы узлов сложной формы и все его поверхности.

Это происходит в момент синхронного колебания контейнера (например, торового) и деталей, а также в момент остановки деталей в амортизаторах. В это время рабочая среда совершает как возвратно-поступательное движение, так и движение по контуру контейнера вокруг его оси.

Изобретение также характеризуется тем, что высоту засыпки гранулированной рабочей среды выбирают на 2-3 гранулы выше верхнего положения деталей.

Это обусловлено тем, что гранулы перемещаются волнообразно по профилю узла, обрабатывая при этом все поверхности.

Изобретение характеризуется тем, что детали перед закреплением на контейнере оборачивают эластичным материалом с отверстиями, диаметр которых выбирают меньше гранул рабочей среды.

Данное отличие позволяет обрабатывать предлагаемым способом детали, имеющие покрытие, которое необходимо сохранить при обработке (например, при удалении нагара эксплуатационных загрязнений, при ремонте деталей) и позволяет исключить контакт рабочей среды с обрабатываемыми поверхностями, пропуская только моющие и полирующие жидкости.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные предложенному, следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "новизна".

Сущность предложенного решения не следует явным образом из известных, что позволяет считать предложенное решение, соответствующим критерию "изобретательский уровень".

Указанные выше преимущества и задачи настоящего изобретения будут понятны из нижеследующего описания способа и приведенной схемы конструкции для ее осуществления.

Предлагаемый способ вибрационной обработки деталей, например, для газотурбинного двигателя, осуществляют следующим образом.

Газотурбинный двигатель после выработки установленного ресурса направляют в ремонт, где его разбирают по узлам, промывают, производят дефекацию и неразборные узлы направляют на механический участок для их ремонта без разборки.

Неразборные узлы 1 (направляющий, спрямляющий, сопловой аппарат) устанавливают на амортизаторах 2 в средней части торового контейнера 3, причем амортизаторы жестко закреплены на контейнере. Заполняют его гранулированной рабочей средой 4 на 2 - 3 слоя гранул выше высоты деталей и смачивают гранулы слабощелочным раствором. Затем сообщают торовому контейнеру колебания с амплитудой в 2 раза больше амплитуды колебаний деталей.

Это необходимо для повышения качества очистки, т. к. при движении рабочей среды в вертикальном направлении она перемещается сквозь узкие каналы узла, как при совпадении направлений движения, так при остановке движения узла.

Выполнение контейнера торовой формы необходимо для обеспечения перемещения гранул вокруг своей оси и оси контейнера.

Это движение обеспечивают разворотом верхнего подвижного кулачка 5 относительно неподвижного кулачка 6.

Для обеспечения максимального движения среды по тору контейнера верхний подвижный кулачок 5 дисбаланса устанавливают в пределах 45^o относительно неподвижного кулачка 6.

После обработки детали выключают установку, вынимают из контейнера узел и промывают его в горячей воде с барботажем, обдувают сухим сжатым воздухом и осматривают поверхности газовоздушного тракта узла на наличие остатков нагара и эксплуатационных загрязнений.

В случае несоответствия эталону обработанных поверхностей повторяют обработку в полирующем составе. Шероховатость поверхностей должна соответствовать шероховатости детали 1-ой категории или быть не менее, чем на один класс ниже.

При обработке детали сложной формы с узкими каналами, имеющими нанесенный алитированный слой, перед установкой на амортизаторы 2 их оборачивают эластичным материалом (например, пленкой высокого давления) с отверстиями, диаметр которых меньше диаметра абразивных тел, входящих в рабочую среду.

Это позволяет проникать жидкости, входящей в состав рабочей среды, между эластичным материалом и узлом, и за счет периодического давления рабочей среды (гранул) снаружи на материал происходит очищение узла от нагара и т.д. При этом попадание режущих абразивных тел, входящих в состав рабочей среды, исключается, за счет меньшего диаметра отверстий.

Были проведены лабораторные испытания, при которых проводили обработку деталей сложной формы с узкими сквозными каналами, имеющими при изготовлении нанесенный алитированный слой толщиной 0,035 мм (сопловой аппарат изд. ЗД-600).

Торовому контейнеру сообщали амплитуды колебания: вертикальная - 1^oC2 мм, горизонтальная - 2^oC4 мм, амплитуда колебания узла составила 0,5^oC1 мм. Время обработки - 1 ч. 20 мин.

Эластичный материал, которым обернуты детали, например, пленка высокого давления, с отверстиями, диаметр которых 0,001 мм, а диаметр абразивных гранул, входящих в рабочую среду 0,06 - 0,08 мм.

Металлографическое исследование обработанного узла показало полное отсутствие нагара, а толщина алитированного слоя на поверхности составила 0,035 мм. Это полностью удовлетворяет требования конструкторско-технологической документации. Шероховатость обработанных поверхностей, замеренная в ЦИЛе завода, составила 0,63 (по чертежу 1,25), т. е. поверхности узла, обработанные по данному способу имеют шероховатость ниже требуемой.

Таким образом, способ вибрационной обработки узлов сложной формы с узкими сквозными межлопаточными каналами обеспечивает повышение качества и снижение трудоемкости технологического процесса обработки за счет исключения ручных операций и применения биологически чистых растворов вместо бензина, ацетона, керосина и др. биологически вредных растворов, с сохранением тонких ранее нанесенных покрытий.

Способ вибрационной обработки деталей предназначен для обработки неразборных деталей с узкими сквозными каналами при ремонте направляющих, спрямляющих и сопловых аппаратов газотурбинных двигателей при их поступлении в ремонт после выработки установленного ресурса. Детали закрепляют с помощью амортизаторов на контейнере с возможностью колебания в вертикальной плоскости. Контейнер заполняют гранулированной средой и сообщают ему колебательное движение. Амплитуду колебаний деталей выбирают в 2 раза меньше амплитуды колебаний контейнера, а гранулированную рабочую среду засыпают выше верхнего положения деталей на 2-3 гранулы. При обработке деталей с покрытием, которое необходимо сохранить, деталь перед закреплением на контейнере оборачивают эластичным материалом с отверстиями, диаметр которых выбирают меньше диаметра гранул рабочей среды. Данный способ обработки исключает дополнительные ручные операции и применение бензина, ацетона и др. биологически вредных растворов, сохраняя ранее нанесенные тонкие покрытия. 2 з.п.ф-лы. 1 ил.

1. Способ вибрационной обработки деталей, при котором их размещают в контейнере, заполняют контейнер гранулированной рабочей средой и сообщают ему колебательное движение, отличающийся тем, что детали закрепляют на контейнере с помощью амортизаторов с возможностью колебания в вертикальной плоскости, при этом амплитуду колебаний деталей выбирают в 2 раза меньше амплитуды колебаний контейнера, и засыпают гранулированную рабочую среду выше верхнего положения деталей. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что высоту засыпки выбирают на 2-3 гранулы выше верхнего положения деталей. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что детали перед закреплением на контейнере оборачивают эластичным материалом с отверстиями, диаметр которых выбирают меньше диаметра гранул рабочей среды.