УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОУДАРНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ С РЕГУЛИРУЕМЫМ КОНТЕЙНЕРОМ Российский патент 2009 года по МПК B24B31/67 

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, округления острых кромок, поверхностного упрочнения и для улучшения эксплуатационных характеристик деталей, снижения трудоемкости процесса обработки на предприятиях авиакосмической, автомобильной и других отраслей промышленности.

Уровень техники

Известны установки для виброударной обработки, включающие контейнер, подвешенный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, соединенные с приводом вращения. При этом обрабатываемые детали устанавливаются в контейнере, а сам контейнер загружается абразивным наполнителем (см. Л.Г.Одинцов. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. М., Машиностроение, 1987 г., стр.214, рис.144, б). По такой схеме выполнены, например, вибрационные установки по А.С. №№229245, 275777, 599963.

Недостатком таких машин является то, что для обеспечения эффективной обработки пространственных, удлиненных деталей длина контейнера виброустановки должна быть длиннее деталей на более 50-80 мм на сторону. В контейнере фиксированной длины можно эффективно обрабатывать детали ограниченного размера. Поэтому, обработка деталей, имеющих длину значительно меньше, чем длина контейнера, приводит к излишнему расходованию абразивных материалов, к преждевременному износу контейнера, повышению стоимости обработки.

Известно использование сменных контейнеров для повышения эффективности обработки различных по габаритам деталей (см. Л.Г.Одинцов. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. М., Машиностроение, 1987 г., стр.220).

Однако использование сменных контейнеров приводит к повышению затрат на оборудование и, следовательно, приводит к повышению стоимости обработки.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является разработка устройства, обеспечивающего максимальную эффективность виброударной обработки поверхностей длинномерных деталей сложной геометрической формы типа балок, фитингов и др. при уменьшении затрат на абразивные материалы и оборудование.

При этом устройство должно быть простым по конструкции, а процесс обработки стабильным.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для виброударной обработки поверхностей деталей, содержащем контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем, смонтированный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения, контейнер снабжен устройством ограничения рабочей зоны контейнера, выполненным в виде связанных между собой передвижных стенок, вставляемых в контейнер и имеющих форму его поперечного сечения, при этом передвижные стенки состоят из собственно стенок, снабженных по контуру ободами, выполненными с уплотнителями, предотвращающими выпадение рабочих тел из зоны контейнера, ограниченной передвижными стенками, а само устройство ограничения рабочей зоны контейнера выполнено с фиксаторами, обеспечивающими его закрепление в контейнере.

Кроме того, устройство ограничения рабочей зоны контейнера может быть выполнено регулируемым по длине, а на внутренних поверхностях передвижных стенок устройства ограничения рабочей зоны контейнера, обращенных друг к другу, установлены подшипниковые узлы для закрепления обрабатываемых деталей.

Такое выполнение устройства позволяет обеспечить обработки деталей различной формы и размеров при снижении затрат и обеспечении качества обработки.

Перечень фигур на чертежах

Изобретение поясняется чертежами, на которых:

Фиг.1 показывает общий вид устройства для виброударной обработки деталей, выполненного в соответствии с изобретением, в аксонометрии, вид сверху.

Фиг.2 показывает продольный разрез устройства.

Фиг.3 показывает общий вид технологического приспособления для закрепления детали в аксонометрии.

Фиг.4 показывает общий вид устройства ограничения рабочей зоны в аксонометрии.

Раскрытие изобретения

Устройство для виброударной обработки поверхностей тонкостенных деталей содержит контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем, смонтированный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения.

Контейнер 1 (см. Фиг.1 и 2), в котором происходит обработка, представляет собой жесткую прочную конструкцию из листовой стали, которой придана определенная форма в сечении (U-образная, прямоугольная, прямоугольная с закругленными краями) и приваренными торцевыми стенками 21, 22.

На торцевых стенках 21, 22 контейнера 1 с внутренней стороны установлены подшипниковые узлы 2.

Контейнер снабжен технологическим приспособлением 3 для размещения и закрепления обрабатываемой детали 4, выполненным в виде жесткой рамной конструкции, состоящей из продольных планок 5 и торцевых стенок 6. На планках установлены крепежные элементы 7 в форме зажимов для закрепления обрабатываемой детали 4. К торцевым стенкам 6 с обеих сторон приспособления 3 приварены валы 8 с установленными на них неподвижно металлическими крыльчатками 10 с радиально закрепленными прямоугольными лопастями. Лопасти крыльчатки 10 имеют ширину 60-80 мм, а рабочая длина лопастей составляет 2/3 величины радиуса контейнера 1, в котором смонтировано технологическое приспособление 3. Кроме того, валы 8 на своих концах снабжены цапфами для закрепления в подшипниковых узлах 9, 2, состоящих из нижней неподвижной части, закрепленной на стенке контейнера болтами, и верхней съемной. Конструкция технологического приспособления 3 рассчитана на габаритные размеры и, прежде всего, длину конкретной детали 4. При необходимости закрепления для обработки детали большей длины применяется приспособление соответствующей длины.

Кроме того, контейнер 1 снабжен устройством ограничения рабочей зоны 11 контейнера, выполненным в виде связанных между собой передвижных стенок 12 и 12^а, вставляемых в контейнер и имеющих форму его поперечного сечения. Передвижные стенки 12^а, 12 состоят из собственно стенок, снабженных по контуру ободами 15. На внутренних поверхностях передвижных стенок устройства ограничения рабочей зоны контейнера, обращенных друг к другу, установлены подшипниковые узлы для закрепления обрабатываемых деталей. Закрепление деталей или приспособлений с деталями может быть выполнено с помощью подшипниковых узлов 9, аналогичных по конструкции и назначению подшипниковым узлам 2. Устройство ограничения рабочей зоны контейнера выполнено регулируемым по длине за счет того, что передвижные стенки связаны между собой стержнями в виде швеллеров 13, перемещающихся в вырезах стенок и фиксируемых относительно них.

Швеллеры 13 крепятся к передвижным стенкам 12, 12^а болтами 14, головки которых приварены к ободам 15, выполненными с уплотнителями, предотвращающими выпадение рабочих тел из зоны контейнера, ограниченной передвижными стенками. С наружной стороны ободы 15 имеют резиновые уплотнители 16 для исключения выпадания рабочих тел из зоны контейнера, ограниченной передвижными стенками 12^а, 12, и уплотнения 17, которые выполнены трехслойными: с наружных сторон расположены резиновые прокладки толщиной 7-10 мм, между которыми находится слой щетины толщиной 15-20 мм.

Устройство ограничения рабочей зоны 11 выполнено с фиксаторами, обеспечивающими его закрепление в контейнере, выполненными в виде опорных пластин 18, крепящихся к верхней части контейнера 1.

Патрубок 19 контейнера 1 предназначен для прикрепления резинового рукава для выгрузки рабочих тел и может быть установлен в торцевой части контейнера или в одной из передвижных стенок устройства ограничения рабочей зоны 11.

Рым-болты 20 служат для перемещения устройства ограничения рабочей зоны с применением грузоподъемных механизмов.

При обработке деталей с длиной, соответствующей размеру контейнера, их установка с технологическим приспособлением производится в подшипниковые узлы 2 на торцевых стенках 21, 22.

Для эффективного расходования абразивных тел и жидкостей обработка деталей меньших размеров производится с устройством ограничениия рабочей зоны. Для этого деталь с технологическим приспособлением устанавливается своими цапфами в устройство ограничения рабочей зоны в подшипниковые узлы 9, настроенное на длину выбранного технологического приспособления.

Затем устройство ограничения рабочей зоны 11 с закрепленным технологическим приспособлением 3 и деталью 4 перемещается в контейнер 1 вибрационной машины и крепится болтами через опорные пластины 18 к верхней части контейнера 1.

После чего в контейнер 1 засыпаются рабочие тела и, в соответствии с инструкцией по эксплуатации, включаются все системы вибромашины и производится обработка детали 4 на заданных режимах. При этом деталь 4 вместе с технологическим приспособлением 3 в процессе обработки вращается относительно своей продольной оси за счет кинетической энергии движения рабочей среды, которая передается технологическому приспособлению 3 вместе с деталью 4 с использованием металлических лопастей крыльчаток 10.

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.

Придание детали 4 дополнительного движения интенсифицирует процесс обработки, увеличивая производительность (на 25-30%) за счет увеличения относительной скорости перемещения детали и рабочих тел и обеспечивая большую равномерность и стабильность обработки всех поверхностей детали 4 в результате лучшего контакта рабочих тел с поверхностями детали.

Для подобной обработки с вращением наиболее подходят достаточно прочные детали, имеющие сложное конструктивное оформление с перепадами толщин, полостями, пересекающимися поверхностями и др.

После окончания цикла обработки контейнер вибромашины разгружается, устройство ограничения рабочей зоны 11 раскрепляется и вынимается из контейнера 1. Затем из него последовательно вынимаются технологическое приспособление 3 и деталь 4.

Использование изобретения позволяет:

- снизить затраты на оборудование и расходные материалы при обеспечении качественной обработки;

- повысить эффективность обработки;

- уменьшить количество вибрационных машин, необходимых для обработки заданной номенклатуры деталей.

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. Контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем смонтирован на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения. Предусмотрено устройство ограничения рабочей зоны контейнера, выполненное в виде связанных между собой передвижных стенок, вставленных в контейнер и имеющих форму его поперечного сечения. Передвижные стенки состоят из собственно стенок, снабженных по контуру ободами, выполненными с уплотнителями для предотвращения выпадения рабочих тел наполнителя из зоны контейнера, ограниченной передвижными стенками. Устройство ограничения рабочей зоны контейнера снабжено фиксаторами для обеспечения его закрепления в контейнере. В результате обеспечивается эффективная обработка поверхностей различных длинномерных деталей сложной формы при уменьшении затрат на абразивные материалы и оборудование. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для виброударной обработки поверхностей деталей, содержащее контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем, смонтированный на упругоустановленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения, отличающееся тем, что оно снабжено устройством ограничения рабочей зоны контейнера, выполненным в виде связанных между собой передвижных стенок, вставленных в контейнер и имеющих форму его поперечного сечения, при этом передвижные стенки состоят из собственно стенок, снабженных по контуру ободами, выполненными с уплотнителями для предотвращения выпадения рабочих тел наполнителя из зоны контейнера, ограниченной передвижными стенками, а устройство ограничения рабочей зоны контейнера снабжено фиксаторами для обеспечения его закрепления в контейнере.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство ограничения рабочей зоны контейнера выполнено регулируемым по длине.

3. Устройство по одному из пп.1 или 2, отличающееся тем, что на внутренних поверхностях передвижных стенок устройства ограничения рабочей зоны контейнера, обращенных друг к другу, установлены подшипниковые узлы для закрепления обрабатываемых деталей.