УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛОЧНОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к общему машиностроению, в частности к абразивной отделочной обработке деталей (шлифовка и полировка деталей), к качеству поверхности которых предъявляются высокие требования шероховатости, и может быть использована для обработки поверхностей прецизионных деталей сложной конфигурации в машиностроении, в том числе для обработки оптических изделий и деталей топливной аппаратуры.
Одним из видов устройств для обработки деталей являются галовочные устройства. Галтовка представляет собой эффективный и простой способ обработки поверхностей деталей. Основными проблемами при ее использовании является высокая трудоемкость при обработке прецизионных деталей, выполненных из материалов с особыми физико-механическими свойствами (повышенная хрупкость) и неравномерный съем материала в различных зонах деталей, связанный с неудовлетворительной обрабатываемостью в труднодоступных местах и высоким абразивным износом зоны периферии детали.
Известны устройства, применяемые при обработке изделий способом, реализуемым в роторных галтовках ОТЕС серии CF, предназначенных для мокрой и сухой обработки поверхности деталей для точного машиностроения (URL: https://www.sapphire.ru/docs/152-181_galtovka.pdf. (Дата обращения: 17.10.2021)). Изделия, подлежащие галтовке, помещают галтовочный барабан - насыпью или с последующим закреплением в специальных зажимах. Подают галтовочные тела и, в случае реализации мокрой галтовки, добавляют жидкость. Галтовочный барабан имеет специально спрофилированную внутреннюю форму. Вследствие центробежной силы, заготовки вместе со средой полировки подвергаются воздействию вихревого потока. Для мокрой обработки используется смесь: вода, компаунд и шлифовальный или полировальный наполнитель. Необходимо использование компаундов типа Brunibrill, Brunifer или Super Compound FE.
Недостатком известного устройства является низкое качество отделочной обработки деталей сложной геометрической формы.
Известно галтовочное устройство, содержащее галтовочный барабан, выполненный в виде цилиндра, установленного наклонно относительно приводного вала, причем торцевые стенки цилиндра размещены перпендикулярно к приводному валу (Авторское свидетельство 1038196 от 30.08.1983 г.)
Недостатком известного устройства является низкое качество отделочной обработки деталей сложной геометрической формы.
Наиболее близким устройством является галтовочное устройство, содержащее галтовочный барабан с торцевыми щеками, установленный наклонно относительно приводного вала, причем галтовочный барабан выполнен коническим, ось которого составляет с осью его вращения острый угол, а торцевые щеки барабана выполнены эллиптической формы, которые повернуты по оси конической поверхности галтовочного барабана относительно друг друга и смонтированы под углом 10-90° одна к другой (Патент №2466006 от 10.07.2012 г.)
Недостатком известного устройства является низкое качество отделочной обработки деталей сложной геометрической формы.
Устройство соответствует критерию новизна т.к. имеет следующие отличительные характеристики:
1. Устройство имеет группу роторов, что позволяет обеспечить равномерное распределение абразивных частиц в жидкой несущей среде и интенсифицировать процесс абразивной обработки.
2. Корпус устройства имеет отверстия для слива и наполнения абразивом, что позволяет заменить абразив без разбора корпуса устройства.
Целью устройства является повышение качества отделочной обработки деталей сложной геометрической формы.
Техническим результатом использования предлагаемой полезной модели является повышение равномерности съема материала при отделочной обработке с деталей сложной геометрической формы.
Технический результат предлагаемой полезной модели достигается за счет использования устройства для отделочной обработки деталей состоящее из корпуса и приводных валов, причем на приводные боковые валы в корпусе установлены роторы, а на нижний приводной вал установлен стол для закрепления обрабатываемых деталей, причем нижняя часть корпуса снабжена сквозными отверстиями с запорной арматурой, а верхняя часть корпуса выполнена в виде крышки и крепится болтовым соединением к боковым стенкам корпуса.
Устройство поясняется следующими фигурами: Фиг. 1 - Разрез устройства, фиг. 2 - 3D-модель устройства Устройство состоит из корпуса 1, внутри которого с помощью роторов 2 продуцируется эффект вихревой кавитации в многокомпонентной среде 3, состоящей их жидкой основы (несущей среды) и абразивных частиц. Комплекту роторов 2 передается высокоскоростное вращательное движение соответствующими им электродвигателями 4 посредством вала 5 и подшипникового узла с уплотнениями, удерживаемого фланцем 6. Обрабатываемая деталь 7 закрепляется на съемном вращающемся столе 8. Стол 8 установлен на торцевую поверхность приводного вала 9 на двух гладких цилиндрических пальцев 10. Приводной вал 9 установлен в подшипниковом узле с уплотнениями 11 и передает крутящий момент от электродвигателя 12. Замена многокомпонентной жидкой среды в корпусе 1 устройства осуществляется через сквозное отверстие с установленной запорной арматурой 13. Герметичность корпуса 1 устройства обеспечивается установленной крышкой 14, которая закрепляется на корпусе 5 болтовым соединением и уплотнителем 15 в зазоре между ними.
Устройство работает следующим образом. Обрабатываемую деталь 7 закрепляют на столе 8. Корпус 1 заполняют многокомпонентной средой 3 и герметизируют, закрепив к корпусу 1 на болтовое соединение через уплотнитель 15 крышку 14. После включают с необходимой частотой вращения электродвигатели 4 привода роторов 2 и электродвигатель 12 привода стола 8 с закрепленной деталью 7. За счет высокоскоростного вращения комплекта роторов 2 продуцируется эффект вихревой кавитации в многокомпонентной среде 3, что обеспечивает равномерный абразивный износ обрабатываемой детали 7. После обработки через сквозное отверстие с установленной запорной арматурой 13 сливается многокомпонентная среда 3 и далее нагнетается следующая многокомпонентная среда 3 с последующим закрытием запорной арматуры 13. После нескольких циклов обработки детали 7 крышку 14 открывают и извлекают деталь 7.
Применение предлагаемой полезной модели повышает качество отделочной обработки деталей сложной геометрической формы.
Пример.
Обработка детали «Линза». Материал детали: селенид цинка (ZnSe), масса одной детали 40 г., количество деталей, одновременно устанавливаемых на стол 8 шт. Исходная шероховатость поверхности Ra 0,6 мкм. Частота вращения роторов 19000 мин-1. Частота вращения стола 200 мин-1. Обработку производим со сменой абразивной среды - в два перехода. В качестве абразивных частиц на первом этапе применяется монокристаллический АСМ 10/7 с концентрацией 55%. В качестве абразивных частиц на втором этапе применяется поликристаллический алмаз RDDM 2/0 с концентрацией 65%. В качестве жидкой несущей среды применяется Эмульсол СДМУ-2 на водной основе. Время обработки на каждом этапе составляет 21 минуту. В результате обработки шероховатость поверхности достигает менее Ra 16 нм.