Устройство для вибрационной обработки деталей Советский патент 1984 года по МПК B24B31/06 

Изобретение относится к вибрационно обработке деталей в среде свободного, абразива, металлических и неметаллических наполнителей и может быть ио пользовано в различных отраслях машине строения для очистки, шлифования, финишной отделки и упрочн5пощей офа ботки деталей Известно устройство для вифациоин ной обработки деталей, содержащее рабоч камеру, смонтированную на упруго подвешенной на основании и снабженной вибратором виброплощадке с расположенными по окружности сменными упру гими элементами ij, Недостатком известно:го устройства является ннзкая интенсивность обработ ки при использовании рабочей камеры тороидальной формы, обусловленная тем, что воздействие на рабочую среду оказывается только лишь от визирующих стенок цельной рабочей камеры. Цель изобретения интенсификация процесса. Поставленная цель дослигается тем, что в устройстве для вибрационной обработки деталей, содержащем рабочую камеру смонтированную яа упруго подвешенной на основании и снабженной вибратором вифоплощадке с расположенными по сжружности сменными уп- ругими элементами, рабочая камера выполнена составной из внутреннего и наружного колец, связанных между собой и виброплощадкой кольцевюй вставкой из эластичного материала, при этом наруя ное кольцо вьшолнено из отдельных секторов, соединенных между собой ради ально расположенными вставками из эластичного материала, причем каждый из секторов присоединен к сменному уп ругому элементу На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 рабочая камера, сверху; на фиг. 3 частичные сечения рабочей камеры для лучшего показа отдельных фаз движения подвижной и неподвижной секций. Устройство состоит из основания 1, на бойышках 2 которого лстановлены пр жвны 3. На верхнюю часть пружин 3 опирается вифоплощадка 4, на которой установлена рабочая камера тсч ондаль ной формы, состоящая из упруго соед нешвых между собой внутреннего неподвйжного 5 и наружного подвижного 6 колец, соединенных упругим материалом 7. Причем подвижное кольцо 6 выполнено из секторов 8, соединенных упругим материалом. Сектора 8 подвижного кольца 6 с помощью заплечиков 9 и сменных упругих элементов Ю опираются на виброплощадку 4. Жесткость упругих элементов 10 регулируется с помощью винтовой пары И. В центре основания 1 установлен электродвигатель 12, вращающий дебалансный ви ратор 13 через упругую муфту 14. Устройство работает следующим образОм. Обрабатываемые детали и обрабатььвающие тела наполнителя (абразив, металлические шары, ролики, звездочки и др.) загружаются в рабочую камеру устройства, которой передаются круговые низкочастотные колебания от двигателя 12, через упругую муфту 14 с помощью дебалансного вибратора 13. Под действием круговых низкочастотных 0и&раций вифоплощадка 4, установленная на пружинах 3, и неподвижное кольцо 5 рабочей камеры, установленные на ней, совершают колебания с частотой и амплитудой, равной частоте вращения двигателя и определяемой углом развода несбалансированных грузов вибратора. Под действием крутхэвых низкочастотных колебаний обрабатываемые детали и обрабатывающие тела наполнителя совершают сложное движение: вращательное относительно продольной (круговой) оси рабочей камеры и поступательное - вдоль этой оси. В процессе относительного перемещения тел наполнителя относительно поверхности обрабатываемых деталей, их взаимного трения (например, абразивного в абразивных наполнителях), ударного их взаимодействия осуществляется обработка деталей. Амплитудночастотной характеристикой тфодесса вибрационной обработки можно управлять в широких пределах через систему сменных упругих элементов 10, например, винтовых пружин (путем подбора их исходной жесткости, путем замены и изменения исходной жесткости с помощью винтовых пар 11). Жесткость каждого из упругих элементов 10 регулируется винтовыми парами 11 за счет перемещения бобыщек 2. Вся подвижная система: подвижное кольцо 6 рабочей камеры и ее сектора 8, заплечики 9, сменные упругие элементы 1О, установленные на виброплощадке 4, представляют собой резонансную систему (виброусилвтель), которая совершает реэорансные колебания с амплитудой значительно большей (в 1,5 - 5 раз и- более) в сравнении с установившейся амплитудой колебания виброплощадки, а период собственных колебаний всей подвижной системы, установленной на вибро площадке, устанавливается равным или близким частоте вращения электродвигателя 12. Соотвегсгвующим расчетом и подбором жесткости сменных упругих элементов 10 подвижной системы, массы подвижных элементов конструкции устройства, величины возмущающей силы дебалансного вибратора 13 можно обеспечить получение различных по величине амплитуд колебаний неподвижного (относительно виброплошадки) кольца 5 и подвижного кольца 6 и всех отдельнь1х секторов 8, причем характер колебаний каждого из отдельных частей можно изменять поразному. Предлагаемая схема устройства имеет неограниченное число степеней свободы, однако движение ее колец и секторов совершается в направлении действия неуравновешенных сил. В результате подви ное кольцо, его сектора, соединенные с неподвижным кольцом с помощью упругог элемента, совершает вслед за движением неподвижного кольца плоско-параллельное движение: поступательное в двух взаимно перпендикулярных направлениях совместно с виброплощадкой и некоторое поворотное движение относительно упругого материала 7, пр инимая периодически положу, ния 1 и П (фиг. 3) с частотой, равной частоте колебания системы. Размах колебаний подвижного кольца б и его секто ра 8 определяется амплитудно-частотной характеристикой, и главным образом жесткостью сменных упругих элементов 1О и упругого материала 7. С целью сохранения свободы перемещения массы загрузки упругий материал 7 выполнен по форме поперечного сечения камеры и обеспечивает гермет;ичность стыков. Раз ным характером колебаний отличаются и движения всех отдельных секторов 8 подвижного кольца 6 и определяются жесткость упругих элементов 10. Следует при этом отметить, что в период каж дого колебания устройства, за счет пово та упруго соединенных секторов 8 подви ного кольца 6 относительно упругого маг териала 7 периодически изменяется попе речное сеченИе рабочей камеры (особе но в верхней своей части (фиг. 3), поочередно от одного сектсра 8подвижного кольца к другому по кругу. В том положении, как показано на фиг. 3 справа, сектор 8 подвижного кольца 6 смещен к центру рабочей камеры (положение П) и масса обрабатываемых деталей и тел наполнителя уплотняется (сжимается), а их общий уровень расположения в рабочей камере повьШ1ается. В этом положении возрастает внутреннее давление в массе загрузки (детали, наполнитель) рабочей камеры и повышается их взаимное трение, контактные давления в зоне их ударного взаимодействия, обеспечивая повьшхение производительности процесса (металлосъем) при абразивной обработке, улучшение качества поверхностного слоя: снижение шероховатости поверхности, повьш1ение микротрещин и др. В том положении, как показано на фиг. 3 слева, сектор-8 подвижного кольца 6 смещен от центра рабочей камеры (положение П), масса загрузки рабочей камеры находится в разрыхленном состо$шии, внутреннее давление снижается, а уровень расположения ее в камере понижается. Таким образом, за один оборот дебалансного вибратора 13 процессы периодического плотнения и разрыхления массы .-загрузки наблюдаются поочередно на каждом из участков расположения от« дельных упруго соединенных секторов 8 подвижного кольца 6. Нельзя при этом отметить, что в период чередующихся уплотнений и разрыхлений в массе загрузки наблюдается ее прециссирующее движенпие, изменение внутреннего давления, интенсификация взаимного трения и контактных давлений в зонах взаимен действия обрабатывающих тел наполнителя и обрабатываемых деталей. Этому же способствует и создаиие специфической структгуры движения турбулентного потока компонентов aarvрузки. Специфическая структура соз-i дается в связи со слиянием и пересечением двух качественно отличающихся потоков массы загрузки, один из них, так называемый внутренний, колеблется с амплитудой, равной амплитуде колебаний неподвижного кольца, т.е. с амплктудой колебаний внброплощадки 4 н располагается ближе к центру (фиг. 3 заштрихован), другой - наружный. располагается ближе к периферии рабочей камеры, колеблется с резонансной амплитудой в несколько раз большей, чем амплитуда колебания внутреннего потока.

В связи с тем, что масса загрузки c(vвершает сложное турбулентное движе ние, пересечение качественно отлвчаюшихся по структуре в динамике потоков также обуславливает повьшение внутреннего контактного давления, трения в зонах ударного взаимодействия обраб тываемых тел наполнителя и обрабатываемых деталей, способствуя этим самым повышению производительности процесса обработки и улучшению качества обрабатываемык доталей.

Таким образом, предлагаемое устройство для вибрационной обработки деталей позволяет повысить металлосъем при виброа азивной обработке деталей из стали 45 на очистных операциях на 8О-82%, снизить продолжительность процесса в 1,6-1,7 раза, повысить микротвердость обрабатываемых деталей из стали 45 (закаленные HP 40-42) на 70-72

устройство ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ, содержащее рабочую камеру, смонтированную на упругоподвешенной а основаив и свабженной вибратором виброппошадте с раоположеннымн по окружяостл смеянымв упругими элементами, отличающееся тем, что, с целью иитенсифюипии процесса о ботки, рабочая камера выполнена составной из внутреннего и наружного колец, связанных между собой и виброплощадкой кольцевой вставкой из эластичного материала, при этом нарружное кольцо выполнено вз отдельных секторов, соединенных между собой р диально расположенными вставками вз эластичного материала, причем каждый из секторов присоединен к сменному упругому элементу. (Л

{/ ////////////У/л: /// ////////////

KVYXlX -Иl/ /,v

Т //

ut.i

ОУие.З