УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОУДАРНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ С РЕГУЛИРУЕМЫМ КОНТЕЙНЕРОМ
VIBRATORY PERCUSSION PART PROCESSING DEVICE WITH CONTROLLED CONTAINER

Область техники
Изобретение относится к технологическим процессам, более конкретно к способам и устройствам для поверхностной обработки деталей с воздействием вибраций с помощью контейнеров, совершающих колебательное движение, и может быть использовано при виброударной обработке деталей из сталей, алюминиевых и титановых сплавов, для улучшения микрогеометрии и снятия дефектных слоев с обрабатываемых поверхностей, округления острых кромок, поверхностного упрочнения и для улучшения эксплуатационных характеристик деталей, снижения трудоемкости процесса обработки на предприятиях авиакосмической, автомобильной и других отраслей промышленности.
Уровень техники
Известны установки для виброударной обработки, включающие контейнер, подвешенный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, соединенные с приводом вращения. При этом обрабатываемые детали устанавливаются в контейнере, а сам контейнер загружается абразивным наполнителем (см. Л.Г.Одинцов. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. М., Машиностроение, 1987 г., стр.214, рис.144, б). По такой схеме выполнены, например, вибрационные установки по А.С. №№229245, 275777, 599963.
Недостатком таких машин является то, что для обеспечения эффективной обработки пространственных, удлиненных деталей длина контейнера виброустановки должна быть длиннее деталей на более 50-80 мм на сторону. В контейнере фиксированной длины можно эффективно обрабатывать детали ограниченного размера. Поэтому, обработка деталей, имеющих длину значительно меньше, чем длина контейнера, приводит к излишнему расходованию абразивных материалов, к преждевременному износу контейнера, повышению стоимости обработки.
Известно использование сменных контейнеров для повышения эффективности обработки различных по габаритам деталей (см. Л.Г.Одинцов. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. М., Машиностроение, 1987 г., стр.220).
Однако использование сменных контейнеров приводит к повышению затрат на оборудование и, следовательно, приводит к повышению стоимости обработки.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является разработка устройства, обеспечивающего максимальную эффективность виброударной обработки поверхностей длинномерных деталей сложной геометрической формы типа балок, фитингов и др. при уменьшении затрат на абразивные материалы и оборудование.
При этом устройство должно быть простым по конструкции, а процесс обработки стабильным.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для виброударной обработки поверхностей деталей, содержащем контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем, смонтированный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения, контейнер снабжен устройством ограничения рабочей зоны контейнера, выполненным в виде связанных между собой передвижных стенок, вставляемых в контейнер и имеющих форму его поперечного сечения, при этом передвижные стенки состоят из собственно стенок, снабженных по контуру ободами, выполненными с уплотнителями, предотвращающими выпадение рабочих тел из зоны контейнера, ограниченной передвижными стенками, а само устройство ограничения рабочей зоны контейнера выполнено с фиксаторами, обеспечивающими его закрепление в контейнере.
Кроме того, устройство ограничения рабочей зоны контейнера может быть выполнено регулируемым по длине, а на внутренних поверхностях передвижных стенок устройства ограничения рабочей зоны контейнера, обращенных друг к другу, установлены подшипниковые узлы для закрепления обрабатываемых деталей.
Такое выполнение устройства позволяет обеспечить обработки деталей различной формы и размеров при снижении затрат и обеспечении качества обработки.
Перечень фигур на чертежах
Изобретение поясняется чертежами, на которых:
Фиг.1 показывает общий вид устройства для виброударной обработки деталей, выполненного в соответствии с изобретением, в аксонометрии, вид сверху.
Фиг.2 показывает продольный разрез устройства.
Фиг.3 показывает общий вид технологического приспособления для закрепления детали в аксонометрии.
Фиг.4 показывает общий вид устройства ограничения рабочей зоны в аксонометрии.
Раскрытие изобретения
Устройство для виброударной обработки поверхностей тонкостенных деталей содержит контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем, смонтированный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения.
Контейнер 1 (см. Фиг.1 и 2), в котором происходит обработка, представляет собой жесткую прочную конструкцию из листовой стали, которой придана определенная форма в сечении (U-образная, прямоугольная, прямоугольная с закругленными краями) и приваренными торцевыми стенками 21, 22.
На торцевых стенках 21, 22 контейнера 1 с внутренней стороны установлены подшипниковые узлы 2.
Контейнер снабжен технологическим приспособлением 3 для размещения и закрепления обрабатываемой детали 4, выполненным в виде жесткой рамной конструкции, состоящей из продольных планок 5 и торцевых стенок 6. На планках установлены крепежные элементы 7 в форме зажимов для закрепления обрабатываемой детали 4. К торцевым стенкам 6 с обеих сторон приспособления 3 приварены валы 8 с установленными на них неподвижно металлическими крыльчатками 10 с радиально закрепленными прямоугольными лопастями. Лопасти крыльчатки 10 имеют ширину 60-80 мм, а рабочая длина лопастей составляет 2/3 величины радиуса контейнера 1, в котором смонтировано технологическое приспособление 3. Кроме того, валы 8 на своих концах снабжены цапфами для закрепления в подшипниковых узлах 9, 2, состоящих из нижней неподвижной части, закрепленной на стенке контейнера болтами, и верхней съемной. Конструкция технологического приспособления 3 рассчитана на габаритные размеры и, прежде всего, длину конкретной детали 4. При необходимости закрепления для обработки детали большей длины применяется приспособление соответствующей длины.
а
а
Кроме того, контейнер 1 снабжен устройством ограничения рабочей зоны 11 контейнера, выполненным в виде связанных между собой передвижных стенок 12 и 12, вставляемых в контейнер и имеющих форму его поперечного сечения. Передвижные стенки 12, 12 состоят из собственно стенок, снабженных по контуру ободами 15. На внутренних поверхностях передвижных стенок устройства ограничения рабочей зоны контейнера, обращенных друг к другу, установлены подшипниковые узлы для закрепления обрабатываемых деталей. Закрепление деталей или приспособлений с деталями может быть выполнено с помощью подшипниковых узлов 9, аналогичных по конструкции и назначению подшипниковым узлам 2. Устройство ограничения рабочей зоны контейнера выполнено регулируемым по длине за счет того, что передвижные стенки связаны между собой стержнями в виде швеллеров 13, перемещающихся в вырезах стенок и фиксируемых относительно них.
а
а
Швеллеры 13 крепятся к передвижным стенкам 12, 12болтами 14, головки которых приварены к ободам 15, выполненными с уплотнителями, предотвращающими выпадение рабочих тел из зоны контейнера, ограниченной передвижными стенками. С наружной стороны ободы 15 имеют резиновые уплотнители 16 для исключения выпадания рабочих тел из зоны контейнера, ограниченной передвижными стенками 12, 12, и уплотнения 17, которые выполнены трехслойными: с наружных сторон расположены резиновые прокладки толщиной 7-10 мм, между которыми находится слой щетины толщиной 15-20 мм.
Устройство ограничения рабочей зоны 11 выполнено с фиксаторами, обеспечивающими его закрепление в контейнере, выполненными в виде опорных пластин 18, крепящихся к верхней части контейнера 1.
Патрубок 19 контейнера 1 предназначен для прикрепления резинового рукава для выгрузки рабочих тел и может быть установлен в торцевой части контейнера или в одной из передвижных стенок устройства ограничения рабочей зоны 11.
Рым-болты 20 служат для перемещения устройства ограничения рабочей зоны с применением грузоподъемных механизмов.
При обработке деталей с длиной, соответствующей размеру контейнера, их установка с технологическим приспособлением производится в подшипниковые узлы 2 на торцевых стенках 21, 22.
Для эффективного расходования абразивных тел и жидкостей обработка деталей меньших размеров производится с устройством ограничениия рабочей зоны. Для этого деталь с технологическим приспособлением устанавливается своими цапфами в устройство ограничения рабочей зоны в подшипниковые узлы 9, настроенное на длину выбранного технологического приспособления.
Затем устройство ограничения рабочей зоны 11 с закрепленным технологическим приспособлением 3 и деталью 4 перемещается в контейнер 1 вибрационной машины и крепится болтами через опорные пластины 18 к верхней части контейнера 1.
После чего в контейнер 1 засыпаются рабочие тела и, в соответствии с инструкцией по эксплуатации, включаются все системы вибромашины и производится обработка детали 4 на заданных режимах. При этом деталь 4 вместе с технологическим приспособлением 3 в процессе обработки вращается относительно своей продольной оси за счет кинетической энергии движения рабочей среды, которая передается технологическому приспособлению 3 вместе с деталью 4 с использованием металлических лопастей крыльчаток 10.
Виброударная обработка происходит в результате множества микроударов и скольжения рабочих тел по поверхности обрабатываемой детали, при их интенсивном относительном перемещении в результате приданной им относительной вибрации. При этом детали находятся в замкнутом объеме контейнера вибромашины и полностью погружены в рабочую среду, состоящую из рабочих тел и промывочной жидкости.
Придание детали 4 дополнительного движения интенсифицирует процесс обработки, увеличивая производительность (на 25-30%) за счет увеличения относительной скорости перемещения детали и рабочих тел и обеспечивая большую равномерность и стабильность обработки всех поверхностей детали 4 в результате лучшего контакта рабочих тел с поверхностями детали.
Для подобной обработки с вращением наиболее подходят достаточно прочные детали, имеющие сложное конструктивное оформление с перепадами толщин, полостями, пересекающимися поверхностями и др.
После окончания цикла обработки контейнер вибромашины разгружается, устройство ограничения рабочей зоны 11 раскрепляется и вынимается из контейнера 1. Затем из него последовательно вынимаются технологическое приспособление 3 и деталь 4.
Использование изобретения позволяет:
- снизить затраты на оборудование и расходные материалы при обеспечении качественной обработки;
- повысить эффективность обработки;
- уменьшить количество вибрационных машин, необходимых для обработки заданной номенклатуры деталей.