УСТАНОВКА ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 2014 года по МПК B24B31/06 

Изобретение относится к поверхностной обработке деталей в контейнерах, совершающих низкочастотные колебания, и может быть использовано в различных областях машиностроения для шлифования, полирования и упрочнения поверхностного слоя деталей.

Известно устройство для вибрационной обработки длинномерных деталей, состоящее из упруго установленной на основании обечайки с вибратором и жестко установленных на основании торцевых стенок, имеющих сквозные окна с уплотнителем и карманы, днища которых выполнены с наклоном под углом 35°-55° в сторону обечайки (а.с. СССР №952544, кл. В24В 31/06, 1982 г.).

Недостатком известного устройства является недостаточная высокая степень упрочнения, обусловленная тем, что обработка производится в среде абразива недостаточно сжатого по всей длине контейнера от кармана до кармана, т.е. обработка производится в среде абразива, находящегося во взвешенном состоянии по длине обечайки (контейнера) за исключением небольшой зоны самосжатия рабочей среды в зоне карманов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для вибрационной обработки длинномерных деталей, содержащее контейнер, состоящий из упруго установленной на основании обечайки с вибратором и жестко установленных на основании торцевых стенок, имеющих сквозные окна с уплотнителями и карманы с днищем изготовленного под углом 35°-55° в сторону обечайки из половинки разрезанного по осевой линии многозаходного винтового барабана, смонтированного из секций, собранных по периметру из одинаковых треугольников (патент РФ №2228252, кл. В24В 31/06, опубл. 10.05.2004 г., в БИ №13).

Недостатком известного устройства является недостаточная высокая степень упрочнения, обусловленная тем, что обработка производится в среде абразива, недостаточно сжатого по всей длине контейнера от кармана до кармана, т.е. обработка производится в среде абразива, находящегося в недостаточно взвешенном состоянии по длине обечайки (контейнера), смонтированного из секций, собранных по периметру из одинаковых треугольников, что обуславливает недостаточное сдавливание вибрирующих рабочих тел и недостаточное изменение направления движения рабочих тел, что не обеспечивает полного перекатывания гранул и поэтому имеет ограниченные технологические возможности.

Техническим решением задачи является повышение степени упрочнения и расширение технологических возможностей.

Технический результат достигается тем, что в установке для вибрационной обработки длинномерных деталей, содержащей контейнер, состоящий из упруго установленной на основании обечайки с вибратором и жестко установленных на основании торцевых стенок, имеющих сквозные окна с уплотнителями и карманы с днищем изготовленного под углом 35°-55° в сторону обечайки из половинки разрезанного по осевой линии смонтированного из секций многозаходного винтового барабана, секции смонтированы из двух подсекций, выполненных из трех и более поочередно соединенных между собой боковыми сторонам равнобедренных трапеций и равнобедренных треугольников, основания которых в подсекции расположены в разные стороны, при этом секции соединены между собой большими основаниями трапеций, а подсекции соединены в секцию так, что основания равнобедренных треугольников одной подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций второй подсекции, а основания равнобедренных треугольников второй подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций первой подсекции.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции установки для вибрационной обработки длинномерных деталей.

Новизна обусловлена тем, что секции смонтированы из двух подсекций, изготовлены с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу трех и более ломанных правых и левых винтовых линий, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков абразивных гранул с максимальной энергоемкостью соударений их друг к другу и с обрабатываемой деталью под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и с обрабатываемой деталью, увеличивает производительность, обеспечивает полное перекатывание гранул и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения абразивных гранул в предлагаемых конструкций определяется не только частотой вращения вибратора, но и количеством и разнообразием по размерам и форме плоских элементов по периметру обечайки, то такое конструктивное оформление поверхности обечайки за счет увеличения количества и разнообразия по размерам и форме плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает частоту соударений гранул между собой и с обрабатываемой деталью, повышает производительность, увеличивает технологические возможности.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран корпус, смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность смешивания возрастает, так как эти элементы направляют гранулы навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность их движения, обеспечивая полное перекатывание гранул.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения обечайки изменяется в каждом поперечном сечении по всей длине обечайки что интенсифицирует процесс смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия абразивных гранул, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что не только равнобедренные треугольники и равнобедренный трапеции, из которых собраны подсекции секций обечайки, но и сами секции смонтированы под некоторыми углами друг к другу с образованием ломаных винтовых линий, что увеличивает смешиваемость, энергоемкость и изменяет частоту взаимодействия абразивных гранул друг с другом и с обрабатываемой деталью, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение обечайки имеет форму многоугольника, площадь которого по длине многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс абразивных гранул, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.

На фиг.1 схематично представлена предлагаемая установка для вибрационной обработки длинномерных деталей, общий вид, в разрезе; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - многозаходный винтовой барабан с подсекциями, выполненными из поочередно соединенных между собой боковыми сторонами пяти равнобедренных трапеций и пяти равнобедренных треугольников, вид спереди; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - дно обечайки, общий вид в аксонометрии.

Предлагаемая установка для вибрационной обработки длинномерных деталей смонтирована из обечайки 1, снабженной вибратором 2, посредством пружин 3 установленной на основании 4 с зазором с торцевыми стенками 5, жестко укрепленными на основании 4. Торцевые стенки 5 снабжены карманами 6, днище которых скошены под углом 45° в обечайки, и сквозными окнами, снабженными уплотнителями 7, через которые пропускается длинномерная деталь 8. Полость обечайки 1 и карманов 6 заполнена рабочими телами 9. Дно обечайки выполнено из разрезанного по осевой линии O₁-O₁ барабана (фиг.3 и фиг.4), смонтированного из секций 10, собранных из двух подсекций, например 11 и 12, выполненных из трех и более поочередно соединенных между собой боковыми сторонам равнобедренных трапеций 13 и равнобедренных треугольников 14 (на фиг.3 одна из равнобедренных трапеций 13 и один из равнобедренных треугольников 14 выделены двойными линиями), основания которых в подсекции, например подсекции 11, расположены в разные стороны, например в подсекции 11 основание 15 трапеции 13 и основание 16 треугольника 14 расположены в разные стороны подсекции 11, при этом секции соединены между собой большими основаниями трапеций 17, 18, например, как на фиг.4, а подсекции 11 и 12 соединены в секцию так, что основания равнобедренных треугольников, например, одной подсекции 11 основания 16 присоединены к верхнему основанию, например 19, равнобедренных трапеций второй подсекции 12, а основания равнобедренных треугольников второй подсекции, например подсекции 12 основания 20, присоединены к верхнему основанию 21 равнобедренных трапеций, например 13, первой подсекции 11.

В результате такой последовательной сборки элементов стенок винтового барабана, по периметру образуются, например на фиг.3, пять правых и пять левых ломанных винтовых линий с одинаковым шагом S₁ и S₂. Одна из пяти левых ломанных винтовых линий с шагом S₁ показана на фиг.4 утолщенной линией 22-23-24-25-26, а одна из пяти правых ломанных винтовых линий с шагом S₂ показана на фиг.3 утолщенной линией 27-28-24-29-30.

Установка работает следующим образом.

Возмущающая сила вращающегося вибратора 2 через стенки обечайки 1 передается рабочим телам 9, находящимся в зоне обечайки 1. Рабочие тела, находящиеся в зоне карманов 6, сползают по днищу кармана, сдавливают слой вибрирующих рабочих тел, что интенсифицирует прочес отделочно-зачистной обработки.

Рабочие тела - абразивные зерна, находящиеся в зоне по всей длине обечайки 1, под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных обрабатываемой детали 8 и оси симметрии. Наличие плоских разнонаправленных элементов, которые разные по размерам и по форме в каждой из подсекций и секций обечайки, изменяет под разными углами направление движение рабочих тел, направляя их под разными углами к обрабатываемой детали, обеспечивает полное перекатывание гранул, увеличивая энергоемкость и частоту контакта абразивных зерен - рабочих тел друг с другом и поверхностью обрабатываемой детали, что интенсифицирует процесс отделочно-зачистной обработки по всей длине детали 8.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для шлифования, полирования и упрочнения поверхностного слоя длинномерных деталей в контейнерах, совершающих низкочастотные колебания. Установка для вибрационной обработки содержит контейнер, состоящий из упруго установленной на основании обечайки с вибратором и жестко установленных на основании торцевых стенок. Последние имеют сквозные окна с уплотнителями и карманы с днищем под углом 35°-55° в сторону обечайки, выполненной из половинки разрезанного по осевой линии и смонтированного из секций многозаходного винтового барабана. Секции смонтированы из двух подсекций, выполненных из трех и более поочередно соединенных между собой боковыми сторонам равнобедренных трапеций и равнобедренных треугольников, основания которых в подсекции расположены в разные стороны. Секции соединены между собой большими основаниями трапеций. Подсекции соединены в секцию так, что основания равнобедренных треугольников одной подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций второй подсекции, а основания равнобедренных треугольников второй подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций первой подсекции. В результате повышается степень упрочнения и расширяются технологические возможности установки. 5 ил.

Установка для вибрационной обработки длинномерных деталей, содержащая контейнер, состоящий из упруго установленной на основании обечайки с вибратором и жестко установленных на основании торцевых стенок, имеющих сквозные окна с уплотнителями и карманы с днищем под углом 35°-55° в сторону обечайки, выполненной из половинки разрезанного по осевой линии и смонтированного из секций многозаходного винтового барабана, отличающаяся тем, что упомянутые секции смонтированы из двух подсекций, выполненных из трех и более поочередно соединенных между собой боковыми сторонам равнобедренных трапеций и равнобедренных треугольников, основания которых в подсекции расположены в разные стороны, при этом секции соединены между собой большими основаниями трапеций, а подсекции соединены в секцию так, что основания равнобедренных треугольников одной подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций второй подсекции, а основания равнобедренных треугольников второй подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций первой подсекции.