Способ отделочно-зачистной обработки деталей Советский патент 1993 года по МПК B24B31/06 

Изобретение относится к области абразивной обработки деталей и может быть ис- пользовано в различных отраслях машиностроения для отделочно-зачистной обработки поверхностей деталей.

Известен способ обработки деталей абразивной средой (аналог), при котором деталь, закрепленную на шпинделе, погружают в емкость с жидкостно-абразивной средой и сообщают детали вращение.

Недостатком такого способа является малая производительность обработки, обусловленная образованием вращающегося жидкостного пограничного слоя, экранирующего обрабатываемые поверхности от абразивных частиц.

Прототипом изобретения является способ объемной вибрационной обработки, при котором детали сообщают рабочее движение в жидкостно-абразивной среде, с ис- пользованием абразивных гранул, плотность которых меньше плотности жидкости. Недостатком такого способа также является малая производительность обработки, объясняемая как образованием жидкостного пограничного слоя у поверхностей детали, так и малой эффективностью использования плавучего слоя абразивных гранул, обусловленной частичным подъемом этих гранул над уровнем жидкости и соответствующим снижением степени уплотнения этого слоя, что ведет к уменьшению давления гранул на обрабатываемые поверхности.

Целью изобретения является повышение производительности и качества отделочно-зачистной обработки поверхностей деталей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе отделочно-зачистной обработки деталей, при котором детали сообщают рабочее движение в жидкостно-абразивной среде, с использованием абразивных гранул, плотность которых меньше плотности жидкости, согласно изобретению, слой плавучих гранул погружают до уровня, находящегося ниже уровня жидкости, а в процессе обработки под этот слой подают сжатый

со

х| 00

jxl

о Р

Ј

воздух. В состав жидкостно-абразивной среды дополнител чо вводят абразивный порошок, В качестве плавучих абразивных гранул возможно использование неабразивного кускового материала, шаржируемо- го в процессе обработки абразивными частица ми.

Заявляемый способ отличается от прототипа тем, что слой плавучих гранул погружают до уровня, находящегося ниже уровня жидкости, а в процессе обработки, под этот слой подают сжатый воздух. В состав жидкостно-абразивной среды дополнительно введен абразивный порошок, что дает возможность в качестве плавучих абразивных гранул использовать неабразивный кусковой материал, шаржируемый в процессе обработки абразивными частицами.

Сущность изобретения заключается в повышении степени уплотнения плавучего слоя абразивных гранул и повышении эффективности его использования в процессе обработки за счет принудительного погружения этого слоя до уровня, находящегося ниже уровня жидкости.. При этом, за счет дополнительного поджатия и уплотнения слоя плавучих гранул и соответствующего снижения их подвижности обеспечивается повышение давления гранул на обрабатываемые поверхности детали. Подача под этот слой сжатого воздуха и последующий выход этого воздуха вверх черезжидкостно- абразивную среду позволяет интенсифицировать взаимодействие плачувих гранул с поверхностями детали и постоянно разру- шать пограничный жидкостный слой, образующийся у поверхности движущейся, например, вращающейся, детали. Этим обеспечивается повышение производительности и качества отделочно-зачистной обработки поверхностей детали.

Дополнительное введение в состав жидкостно-абразивной среды абразивного порошка позволяет повысить абразивные свойства этой среды, что также способству- ет повышению производительности и качества обработки. Кроме того, дополнительное введение абразивного порошка позволяет использовать плавучие гранулы из неабразивного материала, кото- рые в процессе обработки шаржируются абразивными частицами и, в итоге, приобретают необходимые абразивные свойства.

На чертеже схематично представлен ва- риант устройства для реализации предложенного способа.

Устройство содержит камеру 1, в которой смонтирован шпиндель 2 с закрепленной на нем обрабатываемой деталью 3.

Шпиндель 2 связан с приводом его вращения (на схеме не показан). В нижней части камеры 1 смонтирован коллектор 4, связанный с источником сжатого воздуха, а также трубопровод 5 и вентиль 6 слива жидкости. Под камерой 1 находится бак-отстойник 7 со смонтированными на нем электронасосом 8, который трубопроводом 9 связан с верхней частью полости камеры 1, где, например, на упорах 10 смонтирована также рамка 11 с сеткой 12. Камера 1 снабжена крышкой 13, содержащей выхлопной патрубок 14 с сеткой 15. В полости камеры 1 находится жидкостно-абразивная среда, состоящая из рабочей жидкости 16, абразивного порошка 17 и абразивных гранул 18. Плотность гранул 18 меньше, чем плотность рабочей жидкости 16, а верхний уровень А расположения слоя этих гранул, ограниченный сверху сеткой 12, расположен ниже уровня Б жидкости 16.

Процесс обработки осуществляют следующим образом.

В камеру 1 загружают абразивный порошок 17 и гранулы 18. На шпинделе 2 закрепляют обрабатываемую деталь 3 и на упоры 10 устанавливают рамку 11 с сеткой 12. Камеру закрывают крышкой 13 и включением электронасоса 8 рабочую жидкость 16 из бака-отстойника 7 подают в полость камеры 1, заполняя ее до уровня Б, который находится над сеткой 12 и соответственно над погруженным этой сеткой до уровня А слоем плавучих гранул 18. При этом слой плавучих гранул уплотняется за счет его дополнительного поджатия сверху. После этого производят подачу сжатого воздуха через коллектор 4 в нижнюю часть полости камеры 1, а шпинделю 2 с обрабатываемой деталью 3 сообщают вращение от привода (на схеме не показан). Воздух, проходящий вверх через жидкость 16, перемешивает в ней абразивный порошок 17, разрушает пограничный жидкостный слой, образующийся у поверхностей вращающейся детали 3, возбуждает дополнительные движения уплотненного слоя гранул 18. При использовании в качестве плавучих гранул 18 неабразивного кускового материала, например пластмассовых или деревянных гранул, последние в процессе обработки шаржируются абразивным порошком 17 и приобретают необходимые абразивные свойства. Все это обеспечивает повышение интенсивности взаимодействия жидкостно-абразивной среды и обрабатываемых поверхностей, что позволяет повысить, в сравнении со способом-прототипом, производительность и качество отделочно- зачистной обработки деталей. По окончании

обработки подачу сжатого воздуха прекращают, а после осаждения абразивных частиц 17, открытием вентиля 6 рабочую жидкость 16 сливают в бак-отстойник 7. После этого производят съем детали 3.

Пример осуществления способа. Обработка образцов из сплава Д16Т, закрепленных на поверхности цилиндрического барабана диаметром 160 мм производилась в жидкостно-абразивной среде, состоящей из 8,3%-ного водного раствора нитрида натрия, вулканитовых гранул размером до 20 мм (плотность 0,92 г/см ) и абразивного порошка зернистостью 60-1000 мкм, Вращение барабана осуществлялось со скоростью 2160 об/мин. Продолжительность обработки 10 мин. Осуществление предлагаемого способа производили с подачей в камеру сжатого воздуха под давлением 0,25 МПа (с расходом 6,05 м /мин). При осуществле- нии способа-прототипа подачу в камеру сжатого воздуха и принудительное поджа- тие сеткой плавучих вулканитовых гранул не производили. Анализ результатов сравнительной обработки образцов показал, что удельный сьем материала с поверхностей, обработанных предлагаемым способом, на 25-35% превышает величину съема, полученную обработкой способом-прототипом.

Достигнутая шероховатость поверхностей образцов (Rancx.1,5-2,5 мкм):

способом-прототипом: ,8-1,2 мкм;

предлагаемым способом: ,4-0,8 мкм.

Использование данного способа позволяет обеспечить повышение производительности и качества отделочно-зачистной обработки деталей.

Формула изобретения

1. Способ отделочно-зачистной обработки деталей, при котором детали сообщаютрабочее движение в жидкостно-абразивной среде и используютаб- разивные гранулы, плотность которых меньше плотности жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, слой плавучих гранул погружают до уровня, находящегося ниже уровня жидкости, а в процессе обработки под этот слой подают сжатый воздух.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что в состав жидкостно-абразивной среды дополнительно вводят абразивный порошок.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве плавучих абразивных гранул берут неабразивный кусковой материал.

Изобретение относится к области абразивной обработки деталей и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Изобретение позволяет повысить производительность и качество отделочно- зачистной обработки поверхностей деталей за счет погружения плавучего слоя абразивных гранул до уровня, находящегося ниже уровня жидкости, в процессе обработки под этот слой подают сжатый воздух. В состав жидкостно-абразивной среды дополнительно введен абразивный порошок, что позволило использовать плавучие гранулы из неабразивного материала, шаржируемого в процессе обработки абразивным порошком. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.