СПОСОБ БАРАБАННОЙ ГАЛТОВКИ ПРЕЦИЗИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 2019 года по МПК B24B31/02 

Изобретение относится к галтовке и может быть использовано для обработки поверхностей прецизионных деталей сложной конфигурации в машиностроении, в том числе для обработки деталей топливной аппаратуры.

Галтовка представляет собой эффективный и относительно простой способ удаления заусенцев и притупления острых кромок деталей различной формы. Основными проблемами при ее использовании является сложность обработки высокоточных тонкостенных деталей, неравномерный съем материала в различных зонах деталей, связанный с неудовлетворительной обрабатываемостью в труднодоступных местах и, зачастую, невысокая производительность.

Известен способ обработки поверхности деталей, по которому галтовка реализуется за счет использования двух полубарабанов, установленных на горизонтальных соосных валах (А.с. СССР №931406, опубл. 30.05.1982. Бюл. №20). Один из полубарабанов в своей широкой части выполнен в виде цилиндра, которым он охватывает (с некоторым зазором, меньшим размеров наполнителя и обрабатываемых деталей) широкую часть другого полубарабана. Валы с установленными на них полубарабанами вращают в противоположные стороны. Одновременно полубарабанам через валы сообщают колебания, направленные вдоль оси емкости.

К недостаткам известного решения относится негерметичность емкости с наполнителем и деталями. Кольцевой зазор между полубарабанами делает невозможной реализацию мокрой галтовки и, кроме того, приводит к постоянному попаданию частиц - продуктов обработки деталей и истирания галтовочных тел - из емкости в окружающую среду. Так же наличие осевых колебаний потребует применения специальных мероприятий для стабилизации установки и повышения надежности, например, виброопор или амортизаторов.

Известен способ обработки поверхности деталей, который предусматривает изменение частоты вращения емкости с обрабатываемыми деталями в определенной последовательности, а именно: увеличивая частоту вращения до частоты, превышающей критическую на 10-15%, затем уменьшая частоту вращения емкости с обрабатываемыми деталями до 10-15% от критической. При этом время уменьшения частоты вращения меньше в 3-5 раз времени ее увеличения (А.с. СССР №1706840, опубл. 23.01.92. Бюл. №3). Галтовочная емкость заполняется обрабатывающей средой и деталями примерно на 60% от своего полного объема. Изменение частоты вращения емкости с обрабатываемыми деталями должно способствовать интенсификации процесса обработки.

К недостаткам известного решения относится необходимость применения специальных мероприятий по управлению частотой вращения емкости с обрабатываемыми деталями, а также неблагоприятное воздействие переменных динамических нагрузок от изменения частоты вращения на конструкцию в целом.

Наиболее близким, по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемого изобретения - является способ обработки изделий, реализуемый в роторных галтовках ОТЕС серии CF, предназначенных для мокрой и сухой обработки поверхности ювелирных изделий и очень точных заготовок (URL: https://www.sapphire.ru/docs/152-181_galtovka.pdf. (Дата обращения: 21.06.2019)). Изделия, подлежащие галтовке, помещают в емкость - галтовочный барабан - насыпью или с последующим закреплением в специальных зажимах. Подают галтовочные тела и, в случае реализации мокрой галтовки, добавляют жидкость. Подача галтовочных тел и циркуляция жидкости может обеспечиваться автоматически. Галтовочный барабан имеет специально спрофилированную внутреннюю форму и открытый верх. Содержимому галтовочного барабана придают движение с помощью вращающегося дна галтовочного барабана. Стенки контейнера остаются неподвижными. Во время обработки диск вращается в определенном диапазоне скоростей. Вследствие центробежной силы, заготовки вместе со средой полировки подвергаются воздействию вихревого потока. Могут обрабатываться изделия массой до 20 г. При реализации мокрой галтовки стальных изделий необходимо использование компаундов типа Brunibrill, Brunifer или Super Compound FE.

К недостаткам известного решения относятся:

- вероятность повышенного пыления в случае реализации сухой галтовки из-за постоянно открытого верха емкости с обрабатываемыми деталями;

- неоправданное усложнение конструкции устройства для реализации процесса введением системы непрерывной циркуляции жидкости;

- ограничение по массе обрабатываемых изделий, что, по крайней мере, отчасти обусловлено схемой галтовки: за счет центробежных сил при вертикальной оси вращения емкости детали большей массы будут концентрироваться в пристеночной области емкости, а более легкие галтовочные тела - в центральной зоне; при этом, естественно, эффективность процесса уменьшится,

- необходимость применения специальных компаундов.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, а именно исключение пыления при реализации сухой галтовки, исключение зависимости эффективности процесса от массы обрабатываемых изделий и исключение зависимости эффективности процесса от наличия специальных жидкостей, типа компаундов импортного производства.

Решение поставленной технической задачи за счет проведения галтовки в герметично закрытой емкости, максимального уменьшения влияния центробежных сил во время выполнения операции за счет силы тяжести, действующей на содержимое емкости и применения для обработки изделий рабочей среды заявленного состава.

Предлагаемый способ барабанной галтовки прецизионных изделий осуществляется следующим образом.

Детали помещают насыпью в емкость - галтовочный барабан, имеющий форму тела вращения. Количество деталей - в зависимости от их размеров. Добавляют рабочую среду следующего состава:

- топливо для реактивных двигателей типа «ТС» ГОСТ 10227 в количестве 15…35% об. емкости;

- керамические галтовочные тела по ТУ 23.91.11-001-05945455-2017 в количестве 50…65% об. емкости;

- смесь абразивных паст.

Загруженный галтовочный барабан герметично закрывают любым известным способом и располагают на устройстве, обеспечивающем его вращение с заданной постоянной частотой и горизонтальным расположением оси вращения. Способ герметизации барабана и устройство для обеспечения вращения барабана не являются предметом охраны по настоящему изобретению.

Сочетание состава абразивных паст и частоты вращения галтовочного барабана зависят от твердости и материала деталей.

В процессе вращения барабана его содержимое - детали и рабочая среда - совершают сложное взаимное движение, исключающее образование застойных зон. Благодаря этому обстоятельству эффективность процесса галтовки не зависит от массы деталей.

Новизной в предложенном способе барабанной галтовки прецизионных деталей является применение рабочей среды заявленного состава при горизонтальном расположение оси вращения барабана и заданной частоте вращения.

Примеры реализации способа барабанной галтовки прецизионных деталей.

Предлагаемый способ барабанной галтовки прецизионных деталей применяли для обработки деталей топливных насосов производства Алтайского завода прецизионных изделий. Объем барабана составлял 14000 см³. Абразивную пасту добавляли в общем количестве 30…100 г. Для приведения во вращение барабан устанавливали на токарный станок типа 1А616 в трехкулачковый патрон.

Пример 1.

Обработка детали «жиклер». Материал детали: сталь 40Х ГОСТ 4543, твердость 235…255 НВ, масса одной детали 0,98 г., количество деталей в одной загрузке барабана 700 шт. Частоту вращения галтовочного барабана задавали 20 мин^-1. В качестве абразивной пасты применяли смесь пасты алмазной АСH 7/5 НВОМ Л ГОСТ 25593 (30%) с эльборовым порошком (кубический нитрида бора, 13 мкм, 70%).

Продолжительность обработки составила 720 мин. Условная продолжительность обработки одной детали: 1,03 мин.

При использовании ручной слесарной обработки по традиционной технологии условная продолжительность обработки одной детали «жиклер» составляет 17,13 мин. При этом существует негативное влияние так называемого человеческого фактора: зависимость качества обработки от квалификации и психофизиологического состояния слесаря.

Пример 2.

Обработка детали «лопасть». Материал детали: сталь Р6М5 ГОСТ 19265, твердость 58…63 HRC, масса одной детали 3,4 г., количество деталей в одной загрузке барабана 3000 шт. Частоту вращения галтовочного барабана задавали 7 мин^-1. В качестве абразивной пасты применяли смесь пасты алмазной АСH 7/5 НВОМ Л ГОСТ 25593 (30%) с пастой на основе карбида титана (14 мкм, 70%).

Продолжительность обработки составила 120 мин. Условная продолжительность обработки одной детали: 0,04 мин. При использовании ручной слесарной обработки по традиционной технологии условная продолжительность обработки одной детали «жиклер» составляет 5,3 мин.

Пример 3.

Обработка детали «толкатель». Материал детали: сталь OVAKO 803Q, твердость 58…63 HRC, масса одной детали 40 г., количество деталей в одной загрузке барабана 90 шт. Частоту вращения галтовочного барабана задавали 7 мин^-1. В качестве абразивной пасты применяли смесь пасты алмазной АСН 7/5 НВОМ Л ГОСТ 25593 (25%) с пастой на основе карбида титана (14 мкм, 75%).

Продолжительность обработки составила 300 мин. Условная продолжительность обработки одной детали: 3,33 мин. При использовании ручной слесарной обработки по традиционной технологии условная продолжительность обработки одной детали «жиклер» составляет 20,5 мин.

В настоящее время предлагаемый способ барабанной галтовки прецизионных деталей внедрен в серийное производство на Алтайском заводе прецизионных изделий.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при галтовке деталей сложной конфигурации в барабане. Детали загружают насыпью в галтовочный барабан, добавляют рабочую среду и сообщают ему вращение вокруг горизонтальной оси с заданной частотой. В качестве рабочей среды используют смесь следующего состава: топливо для реактивных двигателей в количестве 15…35% от объема галтовочного барабана, керамические галтовочные тела в количестве 50…65% от объема галтовочного барабана и смесь абразивных паст в количестве 30…100 г. После загрузки деталей и рабочей среды галтовочный барабан герметично закрывают. Сочетание состава смеси абразивных паст и частоты вращения галтовочного барабана предварительно подбирают для каждого типа деталей. В результате повышаются эффективность процесса галтовки и качество обработки деталей сложной конфигурации. 3 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Способ барабанной галтовки прецизионных деталей, включающий загрузку деталей насыпью в галтовочный барабан, добавление рабочей среды и придание движения содержимому галтовочного барабана путем обеспечения вращения последнего, отличающийся тем, что используют рабочую среду в виде смеси, содержащей топливо для реактивных двигателей в количестве 15…35% от объема галтовочного барабана, керамические галтовочные тела в количестве 50…65% от объема галтовочного барабана и смесь абразивных паст в количестве 30…100 г, при этом после загрузки деталей и рабочей среды галтовочный барабан герметично закрывают, а его вращение производят вокруг горизонтальной оси с заданной частотой вращения, причем сочетание состава упомянутой смеси абразивных паст и частоты вращения галтовочного барабана предварительно подбирают для каждого типа деталей.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая смесь абразивных паст представляет собой смесь пасты алмазной АСН 7/5 НВОМ Л - 30% и эльборового порошка на основе кубического нитрида бора, 13 мкм, - 70%, а частота вращения галтовочного барабана составляет 20 мин^-1.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая смесь абразивных паст представляет собой смесь пасты алмазной АСН 7/5 НВОМ Л - 30% и пасты на основе нитрида титана, 14 мкм, - 70%, а частота вращения галтовочного барабана составляет 7 мин^-1.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая смесь абразивных паст представляет собой смесь пасты алмазной АСН 7/5 НВОМ Л - 25% и пасты на основе нитрида титана, 14 мкм, - 75%, а частота вращения галтовочного барабана составляет 7 мин^-1.