Спосіб віброобробки деталей

Спосіб віброобробки деталей, який полягає в тому, що гранули робочого середовища з розміром 5...30 мм, оброблювані деталі і хімічноактивний розчин поміщують у пружно змонтований U-подібний резервуар, оснащений дефлектором прямолінійної форми в неактивній для обробки зоні, який жорстко сполучений з резервуаром і розташований вертикально на осі його симетрії, що сприяє виникненню і формуванню у шарі робочого середовища зустрічно рухомих висхідних і низхідних потоків, в яких при відносному переміщенні і взаємному тиску гранул і деталей процесами мікрорізання і пружнопластичного деформування проводять обробку, видаляють дефектний шар металу, зменшують шорсткість поверхні, а також її зміцнюють, який відрізняється тим, що процес обробки проводять при віброударній енер U 2 (19) 1 3 В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу віброобробки деталей шляхом того, що обробку проводять при віброударній енергетичній дії дрібнодисперсного середовища, формоутворювальні властивості якого повною мірою виявляються при рівномірному контакті з оброблюваною поверхнею будь-якої складності. Такий характер віброударної дії робочого середовища формують у резервуарі при створенні у конструкції віброверстата двох комплексно функціонуючих, пружно змонтованих на жорстких опорах незалежних коливальних систем резервуара і вільно поміщеного в нього дефлектора. При цьому вали інерційних віброзбудників коливальних систем конструктивно розташовують у безпосередній близькості до нижньої і верхньої частин резервуару в подовжній площині, яка співпадає з вертикальною віссю резервуару і перпендикулярна його поперечному перерізу у площині коливань. Коливальні рухи, які передаються робочому середовищу резервуаром і дефлектором, дозволяють створити складну несиметричну траєкторію осцилюючого і циркулюючого руху окремих гранул робочого середовища, їх потоків і оброблюваних деталей в цих потоках. При такому протіканні процесу, який супроводжується виникненням великих вібраційних прискорень, значно зростають швидкості відносного переміщення гранул середовища і деталей, а також збільшується їх взаємний тиск, що приводить до інтенсивного знімання металу і забезпечує високу продуктивність обробки, керування процесом якої для досягнення необхідного технологічного результату здійснюється при використанні раціональних поєднань амплітудночастотних параметрів руху коливальних систем резервуара і дефлектора, що отримуються при регулюванні дебалансних вантажів інерційних віброзбуджувачів. Поставлена задача досягається тим, що в способі віброобробки деталей, який полягає в тому, що гранули робочого середовища з розміром 5…30 мм, оброблювані деталі і хімічно-активний розчин поміщують у пружно змонтований "U»подібний резервуар, в неактивній для обробки зоні оснащений дефлектором прямолінійної форми, жорстко сполученим з резервуаром і розташованим вертикально на осі його симетрії, що сприяє виникненню і формуванню у шарі робочого середовища зустрічно рухомих висхідних і низхідних потоків, в яких при відносному переміщенні і взаємному тиску гранул і деталей процесами мікрорізання і пружнопластичного деформування проводять обробку, видаляють дефектний шар металу, зменшують шорсткість поверхні, а також її зміцнюють. Згідно корисної моделі процес обробки проводять при віброударній енергетичній дії дрібнодисперсного середовища, формоутворювальні властивості якого повною мірою виявляються при рівномірному контакті з оброблюваною поверхнею будь-якої складності, віброударну дію дрібнодисперсного середовища формують в резервуарі при його оснащенні змонтованою на жорсткій опорі коливальною системою двоелементного дугоподібного дефлектора, розташованого вертикально на осі симетрії резервуара, що здійснює коливальні 64700 4 рухи за допомогою інерційного віброзбуджувача, керування процесом обробки для досягнення необхідного технологічного результату і розширення його технологічних можливостей здійснюють при використанні раціональних поєднань амплітудночастотних параметрів руху коливальних систем резервуара і дефлектора, які отримують при регулюванні дебалансних вантажів інерційних віброзбуджувачів, при цьому радіус R днища резервуара вибирають з умови R  r+(150…350) мм, де r - радіус дуги дефлектора, висота Н резервуара приблизно дорівнює 3R (Н  3R), міжцентрова відстань h дуг дефлектора обирається приблизно рівною подвоєному значенню радіусу r дуги дефлектора (h 2r). Суть корисної моделі пояснюється ілюстраційним матеріалом, де на фіг. 1 показана схема пристрою для реалізації способу віброобробки детелей, який містить: 1 - "U" - подібний резервуар; 2, 3 - коливальні системи; 4, 5 - жорсткі опори; 6 - двоелементний дугоподібний дефлектор; 7 - робоче середовище; 8 - оброблювані деталі; 9, 10 - інерційні віброзбуджувачі; на фіг. 2 - розмірні взаємозв'язки елементів конструкції резервуара і дефлектора: 1 - резервуар; 2 - дефлектор. Спосіб здійснюється наступним чином: в "U»подібний резервуар 1 коливальної системи 2, пружно змонтований на жорсткій опорі 4 і оснащений двоелементним дугоподібним дефлектором 6 коливальної системи 3, пружно змонтованим на жорсткій опорі 5 і розташованим на осі симетрії резервуару 1, поміщують гранули дрібнодисперсного робочого середовища 7, оброблювані деталі 8 та хімічно-активний розчин. Далі резервуару 1 і дефлектору 6 за допомогою інерційних віброзбуджувачів 9 і 10 коливальних систем 2 і 3 надають плоский коливальний рух за двома взаємноперпендикулярними осями X і У, створюють у резервуарі 1 інтенсивне перемішування робочого середовища 7, при віброударній енергетичній дії якого процесами мікрорізання і пружнопластичного деформування проводять обробку, видаляють дефектний шар металу, зменшують шорсткість поверхні, а також її зміцнюють. Керування процесом віброобробки, а також розширення його технологічних можливостей, тобто створення раціональних умов для збільшення або зменшення величини знімання металу і шорсткості поверхні при виконанні певних технологічних операцій, здійснюють за рахунок використання раціональних поєднань значень амплітудночастотних параметрів руху коливальних систем 2 і 3 резервуара 1 і дефлектора 6, отримуваних при регулюванні дебалансних вантажів інерційних віброзбуджувачів 9 і 10, а також створення при цьому особливих умов вібраційної дії, що дозволяють приводити у інтенсивний циркуляційний рух нетрадиційні дрібнодисперсні робочі середовища, такі як чавунний і сталевий дріб, скляні і керамічні кульки діаметром 1…2 мм, шлифпорошки, характеристики яких дозволяють досягати необхідний технологічний результат при обробці деталей з пазами, кишенями, нішами, глухими і наскрізними отворами малого діаметра, складними поєднаннями лекальних поверхонь з малими радіусами і 5 ін., важкодоступними для гранул традиційних робочих середовищ ділянок поверхні. При проведенні операцій віброобробки, пов'язаних з видаленням незначного шару металу і отриманням невисокої шорсткості поверхні, таких як віброполірування і чистове шліфування, обирають раціональні поєднання амплітудно-частотних параметрів руху коливальних систем 2 і 3 резервуара 1 і дефлектора 6, які відповідають підвищеним значенням частот і мінімальним значенням амплітуд коливань, що збільшує відносне переміщення гранул і деталей при їх мінімальному взаємному тиску, створюючи згладжуючий ефект вібраційної дії при практично відсутньому мікрорізанні. У разі, коли проводяться операції очищення литва, чорнового шліфування з одночасним зняттям задирок і скругленням гострих кромок, при яких переважають процеси мікрорізання, пов'язані з великим зйомом металу і порівняно невисокою шорсткістю поверхні, а також операції віброзміцнення у металевих робочих середовищах, значення амплітудночастотних раціональних параметрів руху коливальних систем 2 і 3 резервуара 1 і дефлектора 6 обирають підвищеними для амплітуди і мінімальними для частоти коливань, що при невисоких швидкостях циркуляції робочого середовища і деталей формує їх підвищену динамічну взаємодію, створюючи деформуючий ефект обробки деталей. Проміжні значення раціональних поєднань амплітудно-частотних параметрів, що призначаються у процесі регулювання віброзбуджувачів 9 і 10 коливальних систем 2 і 3 резервуара 1 і дефлектора 6, використовують при виконанні інших операцій віброобробки, зйом металу і шорсткість поверхні для яких знаходиться у межах розглянутих випадків, а також визначається фізикомеханічними властивостями матеріалів оброблюваних деталей. Приклад. Обробка проводилась на віброверстаті, конструкція якого передбачала наявність коливальної системи "U»-подібного резервуара 3 об'ємом 80 дм і коливальної системи двоелементного дугоподібного дефлектора. По черзі з використанням дрібнодисперсних робочих середовищ виконувались технологічні операції віброобробки партій деталей різного найменування у кількості 30 од. кожна. Поверхня деталей відрізнялась наявністю технологічно важкодоступних для традиційних робочих середовищ ділянок обробки. Після обробки зіставлялися дані по підвищенню продуктивності при використанні способу віброобробки, який заявлявся, порівняно з іншими способами очищення, шліфування і полірування деталей, що дозволило виявити підвищення продуктивності в 1,5…1,6 раз. Виконувані технологічні операції передбачали наступне. Перша операція - очищення заготівок деталей "кронштейн спеціальний". Заготівки отримані методом гарячого штампування з подальшою відрізкою облою. Матеріал сталь 45 ГОСТ 1050-88. Форма заготівок складна, з наявністю пазів, поглиблень, виступів і ребер, розміри заготівки 17045 мм. Початкова шорсткість поверхні Rz = 80 мкм, на поверхні є сліди окалини товщиною до 0,5 64700 6 мм, а також глибокі, до 0,15 мм, раковини, гострі кромки та інші дефекти поверхні. Вага заготівки близько 600 гр. Як робоче середовище використовувались крихти бою відходів шарошліфувальних кругів Ан2-2 ТУ 2-036-0221899-007-97 з розміром гранул не більш 5 мм і 30 % добавка шліфпорошка карбіду кремнію чорного. З метою активізації обробки застосовувався хімічно-активний розчин на 3 кислотній основі в об'ємі 4,0 дм . У роботі віброверстата одночасно брали участь дві коливальні системи резервуара і дефлектора з режимами руху: амплітуда 2,3-2,5 мм; частота 40 Гц. Час операції очищення 60…70 хв., після чого з поверхні заготівки видалений дефектний шар товщиною не менш 0,5…0,7 мм і отримана шорсткість не нижче Ra = 2,5 мкм. Друга операція - віброшліфування заготівок деталей "чохол коронки" керма велосипеда з видаленням з поверхні задирок і скругленням гострих кромок. Заготівки отримані методом холодного штампування із сталевого листа товщиною 1,0 мм, матеріал сталь 50-2-а ГОСТ 1050-88. Форма заготівок складна, об'ємна з плавними переходами елементів поверхні, отворами різного діаметра і декоративними пазами, розміри заготівки 8537 мм. Початкова шорсткість поверхні Ra = 2,5 мкм., по контуру заготівки є задирки з товщиною у основи не більш 0,15 мм і гострі кромки. Як робоче середовище використовувалися сферичні гранули з технічного фарфору діаметром 2…3 мм. З метою активізації обробки застосовувався хімічноактивний розчин на кислотній основі в об'ємі 4,0 2 дм . У роботі віброверстата одночасно брали участь дві коливальні системи резервуара і дефлектора з режимами руху: амплітуда 1,3…1,5 мм; частота 50 Гц. Час операції віброшліфування 40 хв., після чого з поверхні заготівки видалені всі наявні дефекти попередньої обробки і отримана шорсткість поверхні Ra = 1,25…0,63 мкм. Поверхня деталей світла, матова. Третя операція - віброполірування заготівок деталей "винесення керма" велосипеда. Заготівки отримані методом литва під тиском. Матеріал Ал24п ГОСТ 1583-93. Форма заготівок складна, об'ємна з комбінованою зовнішньою поверхнею, глухими і наскрізними отворами, пазами і нішами, розміри заготівки 9565 мм. Шорсткість заздалегідь шліфованої поверхні не нижча Ra = 0,63 мкм. Як робоче середовище використовувалися поліровані кулі із сталі ШХ-15 ГОСТ 3722-81 діаметром не більш 3,0 мм. З метою активізації обробки застосовувався хімічно-активний розчин на лужній 3 основі в об'ємі 4,0 дм . У роботі віброверстата одночасно брали участь дві коливальні системи резервуара і дефлектора з режимами руху: амплітуда 0,5…0,8 мм; частота 65 Гц. Час операції віброполірування 15…20 хв., після чого поверхня деталі придбала глянсовий відтінок з шорсткістю Ra = 0,32 мкм. Джерело інформації: 1. Патент Украины № 30388 МПК В24В31/00 опубл. 25.02.2008, бюл. № 4. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 64700 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601