УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОУДАРНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 2013 года по МПК B24B31/06 

Изобретение относится к устройствам для поверхностной обработки деталей в результате относительного вибрационного перемещения и ударного взаимодействия рабочей среды и обрабатываемых деталей. Изобретение может быть применено в вибрационных установках 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 на предприятиях авиакосмической, автомобильной и других отраслей промышленности для улучшения эксплуатационных характеристик деталей и снижения трудоемкости процесса обработки.

Уровень техники

Для механизации процесса отделения обрабатываемой детали от рабочей среды используют различные устройства и приспособления. Известно техническое решение, описанное в справочнике Одинцова Л.Г. «Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием». М.: Машиностроение, 1987 г., стр.236. Разделение рабочей среды и обработанных этой средой деталей производится путем уменьшения уровня рабочей среды в контейнере виброустановки с применением подвижного дна у контейнера. Контейнер в своей нижней части снабжен подвижным дном. Подвижное дно соединено со стенками контейнера посредством эластичной диафрагмы. С помощью резинокордных оболочек подвижное дно с находящейся над ним рабочей средой поднимается до определенной высоты, на которой оно упирается в ложементы. При этом рабочая среда заполняет верхнюю часть контейнера, в которой на ложементах с помощью механизированных зажимов закреплена обрабатываемая деталь. При стравливании воздуха из резинокордных оболочек подвижное дно вместе с рабочей средой опускается в свое нижнее положение, освобождая детали.

Недостатком известного решения является то, что оно значительно усложняет конструкцию контейнера и может быть применено только для крупногабаритных деталей, которые закрепляют в контейнере при обработке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является техническое решение, описанное в производственной инструкции ПИ 1.4.404-78 «Шлифование и полирование деталей виброабразивным методом», НИАТ-1979 г., стр.38. Согласно данному техническому решению для отделения деталей от рабочей среды после их виброобработки без закрепления («в навал») вибрационные машины оснащают разделяющими устройствами, таким как вибросита.

Недостатком известного решения является то, что для его реализации необходимо изготавливать и применять дополнительное вспомогательное оборудование, что усложняет и делает более дорогим технологический процесс.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является разработка конструкции устройства для виброударной обработки, позволяющего получить полное и максимально быстрое разделение рабочей среды, состоящей из рабочих тел в виде абразивных гранул или стальных шариков и промывочной жидкости, от обрабатываемых деталей, без применения дополнительного оборудования.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для виброударной обработки деталей, которое содержит контейнер, смонтированный на упруго установленной раме с установленными на ней инерционными вибраторами с валами, связанными с приводом вращения. Контейнер имеет боковые стенки с ⊥-образными пазами и снабжен разделяющим устройством, выполненным из стальной сетки в виде емкости по форме повторяющей внутреннюю поверхность контейнера, по периметру снабженной ребрами жесткости и стальными уголками. В стенке разделяющего устройства, обращенной к разгрузочному люку контейнера, выполнен скос, при этом начало скоса находится на высоте, соответствующей продольной оси разгрузочного люка.

Такое выполнение устройства для виброударной обработки позволяет обеспечить быстрое и полное разделение обработанных деталей от рабочей среды, изготовленных как из магнитных, так и немагнитных материалов. При этом устройство простое по конструкции, удобное в эксплуатации и подходит для контейнеров виброударных установок U-образной и плоской формы.

Перечень чертежей

Изобретение поясняется чертежами, на которых показаны:

Фиг.1 - общий вид виброударной установки (в аксонометрии);

Фиг.2 - общий вид контейнера с установленным в нем разделяющим устройством (в аксонометрии);

Фиг.3 - общий вид разделяющего устройства для обработки и выгрузки деталей при виброударной обработке (в аксонометрии).

Раскрытие изобретения

Виброударная установка содержит неподвижную раму 1 с установленным на ней приводом вращения 2 (фиг.1). Нижняя рама 1 с помощью пневмосистемы 3 связана с верхней упруго установленной подвижной рамой 4. Верхняя рама 4 снабжена инерционными вибраторами 5 с валами 6, связанными с приводом вращения 2 и контейнером 7, с установленным в нем разделяющим устройством 8 (фиг.2 и 3) для размещения, обработки и выгрузки деталей.

Контейнер 7 (см. фиг.2), в котором происходит обработка деталей, выполнен в виде емкости жесткой прочной конструкции из боковых стенок 9 с приваренными торцевыми стенками 10. Боковые стенки 9 выполнены из листовой стали, которой предана определенная форма в сечении, например U-образная, прямоугольная, прямоугольная с закругленными краями. На торцах в верхней части боковые стенки 9 контейнера 7 оснащены ⊥-образные пазами 11 для размещения крепежных элементов 12.

В нижней части одной из торцевых стенок 10 выполнен разгрузочный люк 13 в виде канала круглого сечения, расположенного под углом к торцевой стенке 10. Разгрузочный люк 13 снабжен заглушкой с приводом (на чертежах не показано).

Разделяющее устройство 8 выполнено в виде сварной конструкции из стальной сетки. Пространственная форма разделяющего устройства 8 - емкость, которая повторяет форму внутренней поверхности контейнера 7 (U-образная или плоская). Для придания U-образной формы сваренную по размерам контейнера сетку прокатывают через трехвалковую или подобную гибочную машину.

Разделяющее устройство содержит боковые стенки 14 и приваренные к ним торцевые стенки 15, а также ребра жесткости 16, выполненных в виде стальных труб, установленных по периметру разделяющего устройства 8, и стальных уголков 17, установленных на торцах боковых стенок 14.

Сетка изготовлена из стальной проволоки (сталь 20, 45) диаметром 4-5 мм. Размер ячеек сетки 10×20, 20×20, 20×40 и др. зависит от размеров деталей и рабочих тел.

В одной из торцевых стенок 15 разделяющего устройства, обращенной к разгрузочному люку 13, выполнен скос 18 под углом 20-25° для обеспечения свободного перемещения рабочих тел при разгрузке. При этом начало скоса находится на высоте, соответствующей продольной оси разгрузочного люка 13.

Стальные трубы 16 имеют размеры 20-30 мм и изготовлены из стали 20. Все детали соединены между собой сваркой.

Уголки 17 снабжены горизонтальными площадками, на которых выполнены отверстия 20 диаметром 12-16 мм для размещения болтов 12, крепящих разделяющее устройство 8 к контейнеру 7, и такелажные узлы 19 для перемещения разделяющего устройства 8 с применением грузоподъемных механизмов.

Устройство для виброударной обработки деталей работает следующим образом.

В разделяющее устройство 8, находящееся на монтажном столе, загружают детали, предназначенные для обработки. В зависимости от габаритов деталей и размера приспособления количество деталей может быть различным: от нескольких штук до нескольких десятков.

Затем разделяющее устройство 8 с загруженными деталями перемещают к виброударному устройству с применением такелажных узлов 19 и грузоподъемных механизмов.

Разделяющее устройство 8 устанавливают в контейнере 7 и закрепляют в нем болтами 12. Болты 12 размещают через отверстия 20, выполненные в уголках 17, в ⊥-образных пазах 11. После чего в контейнер 7 с установленным в нем разделяющим устройством 8 засыпают рабочие тела (абразивные гранулы и стальные шарики). В соответствии с инструкцией по эксплуатации включают все системы виброударного устройства и производят обработку деталей на заданных режимах.

Виброударная обработка происходит в результате множества микроударов при относительном перемещении деталей и рабочих тел в результате приданной им вибрации. При этом детали находятся в замкнутом объеме разделяющего устройства 8 и контейнера 7 виброударного устройства и полностью погружены в рабочую среду, состоящую из рабочих тел и промывочной жидкости.

После окончания цикла обработки и выключения систем виброударного устройства производят разгрузку контейнера 7 и разделение деталей от рабочих тел, что может проходить по двум вариантам.

По первому варианту: сначала частично разгружают контейнер 7 виброударного устройства, для чего открывают разгрузочный люк 13 и кратковременно (на несколько минут) включают виброударное устройство. После частичной разгрузки и остановки виброударного устройства разгрузочный люк 13 закрывают, демонтируют болты 12, и разделяющее устройство 8 поднимают над контейнером 7 с применением такелажных узлов 19 и грузоподъемных механизмов. Рабочие тела через ячейки в сетке разделяющего устройства 8 падают в контейнер 7, а обработанные детали остаются в разделяющем устройстве 8. После чего разделяющее устройство 8 перемещают на монтажный стол и производят выгрузку деталей.

По второму варианту: после окончания цикла обработки и остановки виброударного устройства производят демонтаж болтов 12, крепящих разделяющее устройство 8 к контейнеру 7. После чего разделяющее устройство 8 поднимают над контейнером 7 до тех пор, пока все рабочие тела не упадут в контейнер 7 и в разделяющем устройстве 8 не останутся только обработанные детали. Затем разделяющее устройство 8 транспортируют на монтажный стол, где производят выгрузку деталей.

Использование изобретения позволяет:

- повысить производительность процесса виброударной обработки путем обеспечения быстрого разделения рабочей среды от обработанных деталей;

- упростить конструкцию применяемого основного и вспомогательного оборудования для виброударной обработки из-за возможности использования уже имеющихся контейнеров (U-образной и плоской формы) для обработки деталей в навал и отсутствия необходимости применения дополнительных сложных устройств для обеспечения разделения рабочей среды и обрабатываемых деталей.

Изобретение относится к поверхностной обработке деталей при их относительном перемещении и ударном взаимодействии с рабочей средой и может быть использовано в вибрационных установках на предприятиях авиакосмической, автомобильной и других отраслей промышленности. Устройство содержит контейнер, смонтированный на упруго установленной раме с инерционными вибраторами и валами, связанными с приводом вращения. Контейнер имеет боковые стенки с ⊥-образными пазами и снабжен разделяющим устройством. Последнее выполнено из стальной сетки в виде емкости, по форме повторяющей внутреннюю поверхность контейнера. По периметру емкость снабжена ребрами жесткости и стальными уголками. В стенке разделяющего устройства, обращенной к разгрузочному люку контейнера, выполнен скос. Начало скоса находится на высоте, соответствующей продольной оси разгрузочного люка. В результате обеспечивается быстрое и полное разделение обработанных деталей и рабочей среды, изготовленных как из магнитных, так и немагнитных материалов. 3 ил.

Устройство для виброударной обработки деталей, содержащее нижнюю неподвижную раму с приводом вращения, связанную с верхней упруго установленной подвижной рамой, снабженной инерционными вибраторами с валами, связанными с приводом вращения, и контейнер с разделяющим устройством и разгрузочным люком, отличающееся тем, что контейнер выполнен с ⊥-образными пазами в боковых стенках, а разделяющее устройство - из стальной сетки в виде емкости, повторяющей по форме внутреннюю поверхность контейнера и снабженной по периметру ребрами жесткости и стальными уголками, при этом на стенке разделяющего устройства, обращенной к разгрузочному люку контейнера, выполнен скос на высоте, соответствующей продольной оси разгрузочного люка.