Спосіб оздоблювально-зачищувальної обробки вільним абразивним середовищем

Реферат: UA 73755 U UA 73755 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металообробних галузей промисловості, які використовують способи оздоблювально-зачищувальної обробки при виготовленні корпусних деталей, а також деталей типу тіл обертання, що мають різні розміри та форму складності поверхні. Відомо спосіб оздоблювально-зачищувальної обробки вільним абразивним середовищем, який полягає в тому, що у резервуар на жорсткій опорі, формоутворений з'єднанням двох більших основ нижньої та верхньої чаш у вигляді зрізаного конуса, завантажують робоче середовище та оброблювані деталі, вмісту резервуару за допомогою імпелера, розташованого у нижній чаші резервуару, надають обертальний рух з кутовою швидкістю, що дорівнює швидкості обертання імпелера, при видаленні від центра резервуара до його периферії швидкість руху вмісту резервуара зменшується, виникає істотне відносне прослизання оброблюваних деталей та гранул робочого середовища, в шарах якого мікрорізанням та пружно-пластичним деформуванням проводять обробку, видаляють дефектний шар матеріалу, зменшують шорсткість поверхні [1] - прототип. Не дивлячись на промислове впровадження, відомий спосіб оздоблювально-зачищувальної обробки вільним абразивним середовищем малоефективний для корпусних деталей, а також деталей типу тіл обертання, наприклад, шківів, котушок та інших, які мають збільшені габарити і масу, що пов'язане зі складністю завантаження деталей у резервуар та подальше їх вивантаження через горловину, яка має порівняно малу площу. Також обробка корпусних деталей «внасип» пов'язана з виникненням технологічного браку у вигляді забоїн, вм'ятин та інших дефектів, отриманих від взаємних зіткнень деталей при їх циркуляційному русі. Обробка за відомим способом площинних деталей типу дисків та пластин пов'язана з утворенням зведень деталей, злипанням їх у пакети та взаємним перекриттям оброблюваних поверхонь, що викликає порушення циклу обробки та появу до 20 % браку. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу оздоблювальнозачищувальної обробки вільним абразивним середовищем шляхом того, що обробку проводять при одночасному використанні енергії відцентрових та вібраційних сил, що впливають на робоче середовище, формоутворювальні властивості якого, що забезпечують мікрорізання та пружнопластичне деформування, виявляються при рівномірному та стабільному контакті з оброблюваною поверхнею будь-якої складності. Така комбінована схема енергетичної дії формується у резервуарі, який має форму суміщених по умовній площині основ порожнистих фігур циліндра та зрізаного конуса з більшою вертикальною віссю, імпелер у вигляді зрізаного конуса з гофрованою поверхнею встановлено більшою основою до днища резервуара, вал імпелера, що знаходиться поза резервуаром, жорстко сполучений з інерційним віброзбуджувачем, а потім послідовно через гнучку муфту з валом конічного редуктора та за допомогою клинопасової передачі з електродвигуном, вісь вала інерційного віброзбуджувача, конструктивно розташованого поблизу до нижньої зовнішньої частини резервуара співпадає з вертикальною віссю резервуара та перпендикулярна його перерізу в площині коливань. Оброблювані деталі поодинці або пакетами базують та закріплюють на установних пальцях, змонтованого на пружній підвісці пристрою, сполученого зі шпинделем, на валу якого розташований віброзбуджувач, зубчастою передачею двопарного зачеплення циліндричних коліс з можливістю занурення у робочу зону резервуара та виходу з неї до і після обробки. При такому технічному вирішенні способу оздоблювально-зачищувальної обробки вільним абразивним середовищем у резервуарі створюється загальний циркуляційний та осцилюючий характер циклонічного руху гранул робочого середовища, яке вільно проникає до усіх важкодоступних поверхонь оброблюваних деталей, що приводить до високої інтенсивності обробки, керування якою здійснюють при виборі раціональних поєднань значень швидкостей обертального руху шпинделя та імпелера, а також амплітудно-частотних параметрів, розташованих на них віброзбуджувачів. Поставлена задача вирішується тим, що у способі оздоблювально-зачищувальної обробки вільним абразивним середовищем, який полягає в тому, що у резервуар на жорсткій опорі, формоутворений з'єднанням двох більших основ нижньої та верхньої чаш у вигляді зрізаного конуса, завантажують робоче середовище та оброблювані деталі, вмісту резервуара за допомогою імпелера, розташованого у нижній чаші резервуара, надають обертального руху з кутовою швидкістю, рівною швидкості обертання імпелера, при видаленні від центра резервуара до його периферії швидкість руху вмісту резервуара зменшується, виникає істотне відносне прослизання оброблюваних деталей та гранул робочого середовища, в шарах якого мікрорізанням та пружнопластичним деформуванням проводять обробку, видаляють дефектний шар матеріалу, зменшують шорсткість поверхні, згідно з корисною моделлю, оздоблювальнозачищувальну обробку вільним абразивним середовищем у вигляді шліфзерна зернистістю 20040 та шліфпорошків зернистістю 32-16, а також абразивних та металевих гранул з розміром 2 1 UA 73755 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 25 мм, зволожених хімічно активним розчином, проводять в пружно змонтованому резервуарі, який має форму суміщених по умовній площині основ порожнистих фігур циліндра та зрізаного конуса з більшою вертикальною віссю, імпелер у вигляді зрізаного конуса з гофрованою поверхнею встановлюють великою основою до днища резервуара, вал імпелера, що знаходиться поза резервуаром, жорстко сполучають з інерційним віброзбуджувачем, а потім послідовно через гнучку муфту з валом конічного редуктора і за допомогою клинопасової передачі з електродвигуном, вісь вала віброзбуджувача, конструктивно розташованого поблизу до нижньої зовнішньої частини резервуара, співпадає з вертикальною віссю резервуара та перпендикулярна його перерізу у площині коливань, оброблювані деталі базують та закріплюють на настановних пальцях пристрою, сполученого зі шпинделем віброверстата зубчастою передачею двопарного зачеплення циліндричних коліс, що має при зануренні у робочу зону резервуара можливість обертального та одночасно коливального руху, що порушується у горизонтальній площині інерційним віброзбуджувачем розташованим на шпинделі віброверстата, робочому середовищу надають обертального руху зі швидкістю 501440 об/хв.., а також коливального руху з амплітудою 0,2-3,0 мм та частотою 30-70 Гц, шпинделю віброверстата та жорстко сполученому з ним пристрою з оброблюваними деталями надають обертального руху зі швидкістю 31,5-1400 об/хв. та коливального руху з амплітудою 0,2-3,0 мм та частотою 30...70 Гц, шпиндель та пристрій з оброблюваними деталями занурюють у резервуар з циркулюючим робочим середовищем, забезпечують мікрорізання та пружнопластичне деформування процесу обробки, керування яким, а також розширення його технологічних можливостей проводять за рахунок використання раціональних поєднань значень швидкостей обертання імпелера та шпинделя, а також значень амплітудно-частотних параметрів їх коливального руху, найменша відстань L між робочими поверхнями резервуара, імпелера та поверхнями оброблюваних деталей для забезпечення нерозривного кругового та хвилевого руху робочого середовища вибирається з умови Lb, де b - найбільший габаритний розмір оброблюваної деталі, висота H резервуара з умови забезпечення рівномірності тиску середовища в усіх його зонах приблизно дорівнює 3R+h, тобто Η3R+h, радіус R циліндричної частини резервуара приймається рівним (1,5-1,6)r, тобто R=(1,5-1,6)r, де r - радіус основи резервуара, висота h імпелера з метою регулювання сили взаємодії робочого середовища та оброблюваних деталей приймається рівною (0,1...0,2)Η, тобто h=(0,1...0,2)H. Суть корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, де на кресленні показано пристосування для реалізації способу оздоблювально-зачищувальної обробки вільним абразивним середовищем, яке містить шпиндель 1, віброзбуджувачі 2, 3, пружні підвіски 4, 5, резервуар 6, жорстку опору 7, пристрій 8, електродвигун 9, клинопасову передачу 10, редуктор 11, вали 12, 13, гнучку муфту 14, імпелер 15, оброблювані деталі 16, робоче середовище 17, установні пальці 18, зубчасту передачу 19. Спосіб здійснюється наступним чином. Оброблювані деталі 16 встановлюють на настановних пальцях 18 пристрою 8, змонтованому за допомогою пружної підвіски 4 та зв'язаному зубчастою передачею 19 двопарного зачеплення зі шпинделем 1, якому надають як обертального, так і коливального за допомогою віброзбуджувача 2 руху та розміщують у робочій зоні резервуара 6, змонтованому за допомогою пружної підвіски 5 на жорсткій опорі 7 та заповненому робочим середовищем 17, якому від електродвигуна 9 через клинопасову передачу 10 та конічний редуктор 11, вал 12 якого гнучкою муфтою 14 сполучений з валом 13 імпелера 15, на якому розташований віброзбуджувач 3, передається обертальний і коливальний рухи. В результаті комплексного використанняенергії вібраційних та відцентрових сил, що впливають на робоче середовище та деталі у вертикальній та горизонтальній площинах, проводять обробку, видаляють дефектний шар матеріалу, досягають необхідної шорсткості поверхні. Приклад. Виконували операцію оздоблювально-зачищувальної обробки з видалення задирок, округлення гострих крайок, а також шліфування вільним абразивним середовищем з метою зменшення шорсткості поверхні до Ra=0,63-0,32 мкм на заготовках деталей корпусів гідропневмосистем після попередніх операцій фрезерування складно-профільних поверхонь і свердлення крізних та глухих отворів різного діаметра. Матеріал заготовок алюмінієвий сплав АЛ-9 ГОСТ 1583-93. Заготовки отримані методом литва. Товщина задирок 0,15-0,22 мкм. Форма заготівок складна, утворена сполученнями криволінійних поверхонь. Найбільший габаритний розмір заготовки не перевищує 120 мм. Резервуар лабораторного віброверстата забезпечений імпелером у вигляді зрізаного конуса з висотою 100 мм. Об'єм резервуару дозволяв встановити пакетами в пристрої шпинделя 8 заготовок. Як робоче середовище використовувалась мінералокерамічна крихта з розміром гранул 3...5 мм, змочена хімічно активним розчином на лужній основі. Режими обробки: швидкість обертального руху імпелера 800 об/хв., шпинделя 2 UA 73755 U 5 950 об/хв., амплітуда коливань віброзбуджувачів 1,2-1,4 мм, частота 50 Гц. Машинний час операції віброшліфування не перевищував 40 хв. Дефекти поверхні видалені повністю, гострі крайки округлені, досягнута необхідна шорсткість поверхні при природному відтінку металу. Джерело інформації: 1. А.с. 385487 СССР, МКИ В24С 3/08 Опубл. 29.05.73, Бюл. № 25. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 30 35 40 45 Спосіб оздоблювально-зачищувальної обробки вільним абразивним середовищем, який полягає в тому, що у резервуар на жорсткій опорі, формоутворений з'єднанням двох більших основ нижньої та верхньої чаш у вигляді зрізаного конуса, завантажують робоче середовище та оброблювані деталі, вмісту резервуара за допомогою імпелера, розташованого у нижній чаші резервуара, надають обертального руху з кутовою швидкістю, що дорівнює швидкості обертання імпелера, при віддаленні від центра резервуара до його периферії швидкість руху вмісту резервуара зменшується, виникає істотне відносне прослизання оброблюваних деталей та гранул робочого середовища, в шарах якого мікрорізанням та пружно-пластичним деформуванням проводять обробку, видаляють дефектний шар матеріалу, зменшують шорсткість поверхні, який відрізняється тим, що як робоче середовище використовується у вигляді шліфзерна зернистістю 200-40 та шліфпорошків зернистістю 32-16, а також абразивних та металевих гранул з розміром 2-25 мм, зволожених хімічно активним розчином, проводять в пружно змонтованому резервуарі, який має форму суміщених по умовній площині основ порожнистих фігур циліндра та зрізаного конуса з більшою вертикальною віссю, імпелер у вигляді зрізаного конуса з гофрованою поверхнею встановлюють великою основою до днища резервуара, вал імпелера, що знаходиться поза резервуаром, жорстко сполучають з інерційним віброзбуджувачем, а потім послідовно через гнучку муфту з валом конічного редуктора і за допомогою клинопасової передачі з електродвигуном, вісь вала віброзбуджувача, конструктивно розташованого поблизу до нижньої зовнішньої частини резервуара, співпадає з вертикальною віссю резервуара та перпендикулярна його перерізу у площині коливань, оброблювані деталі базують та закріплюють на установних пальцях пристрою, сполученого зі шпинделем віброверстата зубчастою передачею двопарного зачеплення циліндричних коліс, що має при зануренні у робочу зону резервуара можливість обертального та одночасно коливального руху, що порушується у горизонтальній площині інерційним віброзбуджувачем, розташованим на шпинделі віброверстата, робочому середовищу надають обертальний рух зі швидкістю 50-1440 об./хв., а також коливальний рух з амплітудою 0,2-3,0 мм та частотою 30-70 Гц, шпинделю віброверстата та жорстко сполученому з ним пристрою з оброблюваними деталями надають обертального руху зі швидкістю 31,5-1400 об./хв. та коливального руху з амплітудою 0,2-3,0 мм та частотою 30-70 Гц, шпиндель та пристрій з оброблюваними деталями занурюють у резервуар з циркулюючим робочим середовищем, здійснюють мікрорізання та пружно-пластичне деформування процесу обробки, керування яким, а також розширення його технологічних можливостей проводять шляхом раціонального поєднання значень швидкостей обертання імпелера та шпинделя, а також значень амплітудно-частотних параметрів їх коливального руху, найменша відстань L між робочими поверхнями резервуара, імпелера та поверхнями оброблюваних деталей для забезпечення нерозривного кругового та хвилевого руху робочого середовища вибирається з умови Lb, де b - найбільший габаритний розмір оброблюваної деталі, висота Η резервуара з умови забезпечення рівномірності тиску середовища в усіх його зонах приблизно дорівнює 3R+h, тобто H3R+h, радіус R циліндричної частини резервуара приймається рівним (1,5-1,6)r, тобто R=(1,5-1,6)r, де r - радіус основи резервуара, висота h імпелера з метою регулювання сили взаємодії робочого середовища та оброблюваних деталей приймається рівною (0,1...0,2)H, тобто h=(0,1-0,2)H. 3 UA 73755 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 4