УСТАНОВКА ДЛЯ ВИБРОУДАРНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 2009 года по МПК B24B31/06 

Область техники.

Изобретение относится к технологическим процессам, более конкретно - к способам и устройствам для поверхностной обработки деталей с воздействием вибраций с помощью контейнеров, совершающих колебательное движение, и может быть использовано при виброударной обработке деталей из сталей, алюминиевых и титановых сплавов для улучшения микрогеометрии и снятия дефектных слоев с обрабатываемых поверхностей, скругления острых кромок, поверхностного упрочнения в авиакосмической, автомобильной и других отраслях промышленности для улучшения эксплуатационных характеристик деталей и снижения трудоемкости процесса обработки.

Уровень техники.

Известен способ вибрационной обработки, реализуемый устройством, раскрытым в патенте РФ RU №2173627 С2, B24b 31/06. Устройство содержит цилиндрический контейнер, смонтированный на поворотном корпусе. Контейнер выполнен из двух полых цилиндров, жестко закрепленных на поворотном корпусе. Полые цилиндры снабжены штуцерами подвода в контейнер сжатого воздуха и промывочной жидкости. В торцевых крышках контейнера установлены клапаны для слива промывочной жидкости и выхода избыточного объема сжатого воздуха. Для обеспечения стабильности промывки рабочей среды и детали в процессе обработки суммарная площадь проходного сечения отверстий клапанов больше, чем размеры отверстий, через которые от штуцеров осуществляется подвод промывочной жидкости и сжатого воздуха. Штуцеры сообщены между собой посредством смонтированного на поворотном корпусе коллектора и соединены с устройством подачи промывочной жидкости, клапаном, штуцером, соединенным с магистралью сжатого воздуха и клапаном. Устройство предназначено для подачи промывочной жидкости в полость контейнера сверху.

Сжатый воздух через воздуховод, коллектор, штуцер поступает в нижнюю часть контейнера и поднимается противотоком рабочей среде.

Слив промывочной жидкости в бак-отстойник осуществляется через отверстия клапанов в торцевых крышках посредством их открытия.

Выход сжатого воздуха происходит в верхней полости контейнера через клапан.

Во время работы вибромашины контейнер с деталью и рабочей средой поворачивается на 180° вокруг вертикальной оси. При этом рабочая среда перемещается сверху вниз, а в нижнюю полость контейнера подается сжатый воздух. Сжатый воздух в этом случае применяется для разрыхления рабочей среды.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и невозможность решения задачи по эффективной очистке рабочей зоны контейнера от отходов применяемых при обработке абразивных гранул.

Известно устройство для поверхностной обработки деталей, раскрытое в патенте РФ RU №2069618 C1, B24c 3/00, B24b 31/06, в котором для интенсификации процессов галтовки и виброобработки в рабочую камеру подается высокоскоростной поток обрабатывающей среды, для чего применяется эжекторный струйно-абразивный пистолет.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность очистки рабочей зоны рабочей камеры, так как очистка производится сливом через клапан в нижней части камеры.

Таким образом, слив рабочей жидкости из контейнера большинства вибромашин производится в настоящее время самотеком через сливное отверстие, расположенное либо в нижней части одной из торцевых стенок контейнера, либо в нижней части его дна. Увеличение длины контейнера приводит к уменьшению скорости циркуляции рабочей жидкости из-за появления застойных зон в частях контейнера, удаленных от сливного отверстия и его возможного засорения.

Кроме того, увеличение уровня рабочей жидкости в контейнере по сравнению с заданным по технологическим условиям значением уменьшает эффективность обработки, в частности, из-за уменьшения скорости соударения рабочих тел и обрабатываемых деталей и появления в рабочей среде отходов абразивных гранул.

Известна «Вибрационная установка» по А.С. СССР №275777. Она содержит станину, на которой закреплен привод, стойки и упругие амортизаторы, соединенные с подвижной системой. На подвижной системе закреплены контейнер, имеющий разгрузочное окно в торцевой части, и вибраторы. Для придания направленного движения наполнителя в сторону разгрузочного окна создают наклон подвижной системы в пространстве. В данной установке также не обеспечивается постоянство уровня рабочей среды и эффективная очистка, что не способствует качественной обработке.

Сущность изобретения.

Задачей изобретения является разработка такой конструкции установки для виброударной обработки поверхностей деталей, которая позволила бы повысить качество обработки за счет эффективной очистки рабочей зоны от отходов абразивного материала, применяемых при обработке гранул, исключения засорения сливных отверстий, возникновения застойных зон, неконтролируемого повышения уровня рабочей жидкости и вследствие этого обеспечения стабильности условий обработки.

Контейнер при этом должен быть простым по конструкции и удобным в эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для виброударной обработки поверхностей деталей, содержащей контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем, смонтированный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения, при этом контейнер снабжен коллектором для подачи промывочной жидкости и сливным патрубком, соединенным магистралью с баком устройства подачи промывочной жидкости, в дне контейнера выполнены отверстия для слива промывочной жидкости с отходами рабочих тел, а сам контейнер снабжен сливной полостью, установленной под дном контейнера, на одном торце сливной полости смонтировано устройство для очистки сливной полости, а на другом торце - сливной патрубок.

Кроме того, устройство для очистки сливной полости выполнено в виде эжектора, полости которого соединены магистралями с источником сжатого воздуха и баком устройства подачи промывочной жидкости.

Такое выполнение установки позволит избежать засорение сливной полости и сливной магистрали контейнера и повысить качество обработки.

Краткое описание чертежей.

Изобретение поясняется чертежами, на которых:

- фиг.1 показывает продольный разрез контейнера установки;

- фиг.2 показывает поперечный разрез контейнера.

Раскрытие изобретения.

Установка для виброударной обработки поверхностей тонкостенных деталей представляет собой вибрационную машину, основными конструктивными элементами которой являются контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем, нижняя рама с виброприводом, система амортизации, верхняя рама. Контейнер смонтирован на упруго установленной верхней раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения и расположенными в два ряда под контейнером по обе стороны от его центра. Установка снабжена виброприводом, обеспечивающим возбуждение колебаний верхней рамы, и состоит из электродвигателя, системы передачи вращения от электродвигателя (на чертеже не показано) на валы с закрепленными на них инерционными вибраторами.

Два вала инерционных вибраторов синхронизированы между собой и смонтированы по обе стороны верхней рамы.

Кроме того, установка снабжена системой амортизации, состоящей из эластичных элементов - резинокордных пневмобаллонов, объединяющих нижнюю и верхнюю рамы в единую упругую систему.

Сам контейнер снабжен коллектором для подачи промывочной жидкости и сливным патрубком, соединенным магистралью с баком устройства подачи промывочной жидкости, а в дне контейнера выполнены отверстия для слива промывочной жидкости с отходами рабочих тел, а сам контейнер снабжен сливной полостью, установленной под дном контейнера, при этом на одном торце сливной полости смонтировано устройство для очистки сливной полости, а на другом торце - сливной патрубок.

Устройство для очистки сливной полости выполнено в виде эжектора, полости которого соединены магистралями с источником сжатого воздуха и баком устройства подачи промывочной жидкости.

Нижняя рама является основанием виброустановки и служит для крепления на ней всех остальных элементов и уменьшения вибрационных нагрузок на фундамент и пол, на которых установлена машина.

Контейнер 1 (Фиг.1, 2), в котором происходит обработка, представляет собой жесткую прочную конструкцию из листовой стали, которой придана заданная форма в сечении (U-образная, прямоугольная, прямоугольная с закругленными краями) и приваренными торцевыми стенками. На продольных стенках контейнера сверху закреплен коллектор 3 для подачи в рабочую зону контейнера промывочной жидкости.

Непосредственно в дне 2 контейнера выполнены отверстия для слива промывочной жидкости с отходами, применяемых в технологическом процессе обработки рабочих тел - абразивных гранул. При этом вдоль всего дна контейнера приварена сливная полость 6, служащая для сбора промывочной жидкости и отходов абразивных гранул, попадающих в полость через отверстия в дне контейнера. На одном торце сливной полости смонтировано эжекторное сопло 7, к которому подводится рабочая жидкость и сжатый воздух. На противоположном конце сливной полости смонтирован патрубок 8 для выхода промывочной жидкости и абразивных отходов.

Рабочая жидкость подается в контейнер через коллектор 3 с помощью устройства подачи промывочной жидкости, состоящего из резервуара 9, системы труб и центробежного насоса 10. Расход жидкости регулируется кранами 11. Промывочная жидкость и абразивные отходы сливаются в сливную полость 6 и далее с помощью устройства для очистки сливной полости, выполненного в виде эжекторного сопла 7, в которое подается рабочая жидкость со сжатым воздухом под давлением 0,15-0,3 МПа, удаляются из сливной полости, через сливной патрубок 8 и трубопровод попадают в резервуар 9.

Обрабатываемая деталь 4 устанавливается в контейнере с помощью приспособления (не показано), и контейнер заполняется рабочей средой 5: промывочной жидкостью с рабочими телами - абразивными гранулами.

Виброударная обработка происходит в результате множества микроударов и скольжения рабочих тел по поверхности обрабатываемой детали, при их интенсивном относительном перемещении в результате приданной им относительной вибрации. При этом детали находятся в замкнутом объеме контейнера вибромашины и полностью погружены в рабочую среду, состоящую из рабочих тел и промывочной жидкости.

При обработке с использованием абразивных гранул рабочая жидкость должна заполнять 0,1-0,2 объема контейнера при полной замене ее состава через 10-15 минут работы вибромашины. Уровень заполнения контейнера рабочей жидкостью определяется регулировкой подачи рабочей жидкости в зависимости от объема контейнера и обеспечением беспрепятственного слива жидкости из контейнера и возвращения ее в резервуар замкнутой системы промывки.

Регулировка производится оператором вручную с применением регулировочных кранов на основании показаний датчика-расходомера. Значение подачи промывочной жидкости, как в коллектор, так и в полость контейнера, определяется технологической документацией для конкретного процесса.

При виброударной абразивной обработке применяются абразивные гранулы различной формы: трехгранная прямая призма, трехгранная скошенная призма, цилиндр, скошенный цилиндр и др. При этом минимальный размер граней используемых гранул обычно составляет 6 мм. В процессе обработки происходит износ гранул, сопровождающийся уменьшением их размеров и поступлением в зону обработки продуктов износа.

Так как отверстия для слива жидкости имеют небольшие (3-4 мм) размеры, то продукты износа гранул и сами уменьшенные гранулы могут засорять отверстия и препятствовать выходу жидкости из контейнера, что ведет к его переполнению и ухудшению качества обработки. При работе эжекторного сопла отложения рабочих тел удаляются из сливной полости, а процесс обработки проходит при оптимальной концентрации абразивных гранул заданных размеров.

Использование изобретения позволяет:

- повысить качество и стабильность виброударной абразивной обработки крупногабаритных деталей;

- обеспечить заданное постоянное по всей длине контейнера для обработки крупногабаритных деталей уровня рабочей жидкости в процессе обработки;

- эффективный слив рабочей жидкости из контейнера и ее стабильную циркуляцию.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при поверхностной обработке деталей из сталей, алюминиевых и титановых сплавов с воздействием вибраций в авиакосмической, автомобильной и других отраслях промышленности. В контейнере установки размещены обрабатываемые детали вместе с абразивным наполнителем. Контейнер смонтирован на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения. Предусмотрены коллектор для подачи промывочной жидкости и сливной патрубок, соединенный магистралью с баком устройства подачи промывочной жидкости. Контейнер выполнен с отверстиями в его дне для слива промывочной жидкости и отходов абразивного наполнителя и с установленной под дном контейнера сливной полостью. На одном торце полости смонтировано устройство для очистки сливной полости, а на другом - сливной патрубок контейнера. В результате повышается качество обработки за счет эффективной очистки рабочей зоны от отходов абразивного наполнителя и исключения засорения сливных отверстий и возникновения застойных зон. 1 з.п. ф-лы, 2ил.

1. Установка для виброударной обработки поверхностей деталей, содержащая контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем, смонтированный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения, причем контейнер имеет коллектор для подачи промывочной жидкости и сливной патрубок, соединенный магистралью с баком устройства подачи промывочной жидкости, отличающаяся тем, что контейнер выполнен с отверстиями в его дне для слива промывочной жидкости и отходов абразивного наполнителя и с установленной под дном контейнера сливной полостью, на одном торце которой смонтировано устройство для очистки сливной полости, а на другом - сливной патрубок контейнера.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для очистки сливной полости выполнено в виде эжектора, полости которого соединены магистралями с источником сжатого воздуха и баком устройства подачи промывочной жидкости.