Установка пневмогидроструйной отделочно-упрочняющей обработки

Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована в различных отраслях промышленности для очистки, отделочной и упрочняющей обработки поверхностей деталей, например - лопатки ГТД, валы, шестерни, форсунки, рычаги.
6
Известна установка для обработки деталей свободным абразивом (патент RU №2043910 С1, МПК В24С 3/10, В24В 31/10, опуб. 20.09.95 бюл. №26), содержащая рабочую камеру с распылительными соплами, в которой производится обработка деталей, закрепленных в державке абразивом. Сверху рабочей камеры установлены отражатели для удержания в рабочей камере абразива, далее верхняя часть рабочей камеры соединяется каналом с камерой для отвода воздуха из корпуса установки, в камере воздух отводится в жидкость для его очистки от пылевидных частиц. Установка предназначена только для отделочной обработки (в качестве рабочих части используется только абразив); невозможно использование микропорошков абразива, т.к. он выветрится через канал в бак (экраны тем более эффективны, чем крупнее абразив), это существенно ограничивает технологические возможности установки; абразив из бака не направляется на повторное использование.
7
Известен способ струйной обработки (патент RU №2167757 С2, МПК В24С 1/10, опубл. 27.05.2001 бюл. №15), при котором деталь погружают в бункер, содержащий рабочую жидкую среду и обрабатывают струей суспензии воздуха жидкости и рабочих частиц, при этом рабочие частицы суспензии в процессе обработки осаждают на дно камеры, после чего снова направляют в струю для повторной обработки.
Известна установка пневмогидроструйной отделочно-упрочняющей обработки (патент №60889, МПК В23Р 9/00, опубл. 10.02.2006), наиболее близкая к заявляемой полезной модели и принятая за прототип, содержащая рабочую камеру, расположенный под ней бункер, частично заполненный рабочей жидкостью, внутри которого расположен эжектор с трубопроводом подвода к нему воздуха, а также расположенное на дне бункера заборное устройство рабочих частиц, соединенное трубопроводом с эжектором, шпиндель крепления обрабатываемой детали, бак, частично заполненный жидкостью, сообщенный с бункером каналом, погруженным в жидкость бака, нижняя часть которого сообщена с бункером в его нижней части, а верхняя часть с атмосферой.
Однако в известном устройстве не достигается заданное качество обработки, так как, для получения необходимого качества обработки требуются большие затраты энергии и времени.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении качества обработки деталей (снижение шероховатости), с возможностью в широком диапазоне управлять интенсивностью обработки, сокращении времени на обработку деталей и, следовательно, снижении энергетических затрат.
Технический результат достигается тем, что в установке пневмогидроструйной отделочно-упрочняющей обработки, содержащей рабочую камеру, расположенный под ней бункер, частично заполненный рабочей жидкостью, внутри которого расположен эжектор, шпиндель крепления обрабатываемой детали, в установке имеется дополнительный бак, частично заполненный жидкостью, сообщенный с бункером каналом, погруженным в жидкость бака, нижняя часть которого сообщена с бункером в его нижней части, а верхняя часть с атмосферой, новым является то, что бункер снабжен регулируемой системой подачи и слива рабочей жидкости, а в верхней части рабочей камеры имеется канал, снабженный заслонкой, сообщающий рабочую камеру с атмосферой.
На чертеже приведена схема установки пневмогидроструйной отделочно-упрочняющей обработки, где 1 - рабочая камера, 2 - эжектор, 3 - шпиндель закрепления обрабатываемой детали, 4 - обрабатываемая деталь, 5 - гибкий трубопровод для подачи сжатого воздуха к эжектору, 6 - гибкий трубопровод для подачи гидросмеси к эжектору, 7 - бункер, 8 - жидкость в бункере, 9 - бак, 10 - жидкость в баке, 11 - канал отвода воздуха из рабочей камеры в бак, 12 - канал отвода рабочих частиц из бака в бункер, 13 - вентиляция бака в атмосферу, 14 - заслонка вентиляции, 15 - заборное устройство, 16 - рабочие частицы, 17 - регулируемой системой подачи и слива рабочей жидкости.
Установка содержит рабочую камеру 1, расположенный под ней бункер 7, частично заполненный рабочей жидкостью 8, внутри которого расположен эжектор 2 с трубопроводом 5 подвода воздуха к эжектору 2. На дне бункера 7 расположено заборное устройство 15 рабочих частиц 16, соединенное трубопроводом 6 с эжектором 2 для подвода к нему гидросмеси, состоящей из рабочей жидкости 8 и рабочих частиц 16 со дна бункера 7. В бункере 7 расположен шпиндель 3 крепления обрабатываемой детали 4. Установка содержит бак 9, частично заполненный жидкостью 10, сообщенный с бункером 7 каналом 11, погруженным в жидкость 10 бака 9. Нижняя часть бака 9 сообщена с бункером 7 в его нижней части каналом 12. Верхняя часть бака 9 сообщена с атмосферой вентиляционным каналом 13. Бункер 7 снабжен регулируемой системой подачи и слива рабочей жидкости 17, позволяющей изменять уровень жидкости в нем. В верхней части рабочей камеры 1 имеется канал, снабженный заслонкой 14, сообщающий рабочую камеру 1 с атмосферой через вентиляционный канал 13. Рабочая камера 1 имеет привод вращения шпинделя 3 и привод перемещения эжектора 2. Рабочая камера 1 совместно с бункером 7 образует единое воздушное пространство.
Работает установка следующим образом.
В бункере 7 осуществляется пневмогидроструйная обработка детали 4, закрепленной в шпинделе 3 эжектором 2. В эжектор 2 подается под давлением воздух по трубопроводу 5, при этом он эжектирует через заборное устройство 15 со дна бункера 7 гидросмесь, состоящую из жидкости и рабочих частиц 16 по трубопроводу 6. Бункер 7 частично заполнен жидкостью 8.
Смесь рабочих частиц с рабочей жидкостью разгоняется в эжекторе 2 под воздействием энергии воздуха и образовавшаяся суспензия, состоящая из воздуха, жидкости и рабочих частиц направляется из эжектора 2 на обрабатываемую поверхность детали 4, происходит отделочно-упрочняющая обработка, характер которой зависит от вида рабочих частиц. При поступлении в эжектор 2 через трубопровод 5 воздуха, в рабочей камере 1 возникает избыточное давление. В одной установке осуществляют предчистовую и последовательно чистовую обработку детали в разных средах (воздушной и жидкостной), таким образом, регулируется интенсивность обработки и повышается качество обработки.
При предчистовой обработке детали 4 бункер 7 заполнен рабочей жидкостью 8 ниже расположения обрабатываемой детали 4 и эжектора 2 (на нижнем уровне НУ). Предчистовая обработка осуществляется с высокой интенсивностью. Обработка детали осуществляется в воздушной среде. Воздух в рабочей камере 1 насыщен мелкодисперсными каплями жидкости и рабочими частицами. Заслонка 14 закрыта. Смесь воздуха с рабочими частицами и каплями жидкости 8 из рабочей камеры 1 под избыточным давлением выходит через канал 11 в бак 9, наполненный частично жидкостью 10. Воздух из жидкости 10 поднимается в виде пузырьков на поверхность и далее отводится в вентиляционный канал 13. При прохождении воздуха через жидкость 10 в баке 9 он освобождается от капель жидкости и рабочих частиц. Рабочие частицы оседают на дно бака 9 и далее по каналу 12 отводятся на дно бункера 7, где снова засасываются эжектором 2 и поступают по трубопроводу 6 на повторное использование в эжектор 2.
Чистовая обработка осуществляется с меньшей интенсивностью и обеспечением снижения шероховатости поверхности. С помощью системы регулирования подачи жидкости 17 повышают уровень жидкости 8 в бункере 7, при котором деталь 4 и эжектор 2 полностью погружают в жидкость (ниже верхнего уровня ВУ) и осуществляют обработку детали в среде жидкости. Воздух из рабочей камеры 1 выходит через открытую заслонку 14 и далее отводится в вентиляционный канал 13.
Экологичность работы обеспечивается за счет сохранение жидкости и рабочих частиц в пределах внутренней полости установки в рабочей камере 1, что достигается изолированной средой обработки. Изолированная среда обработки означает, что суспензия струи эжектора 2 не может попасть напрямую в атмосферу, а только пройдя через жидкость. При этом рабочие частицы 16 остаются в жидкости 8.
Регулирование интенсивности обработки происходит за счет изменения уровня жидкости в бункере 7 и, соответственно, с изменением пути отвода воздуха из рабочей камеры 1 в атмосферу через вентиляцию 13.
В качестве рабочих частиц используются любые твердые частицы с плотностью выше плотности воды. При использовании абразивных частиц производится отделочная обработка поверхностей детали (модификация шероховатости и съем материала и/или покрытия), при использовании округлых частиц - упрочняющая обработка.
При обработке деталь 4 относительно эжектора 2 может быть расположена неподвижно, совершать вращательное или винтовое движение. Детали могут быть объединены в многоместном приспособлении для совместной обработки, можно использовать произвольное количество эжекторов.
Таким образом, за счет осуществления предчистовой и последовательно чистовой обработки детали в одной установке, но в разных средах, повышается качество обработки и сокращается время обработки и, следовательно, снижаются энергетические затраты.