УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ТИПА РАСПРЕДВАЛОВ И КОЛЕНВАЛОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПУТЕМ ДЕТОНАЦИОННОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЭТИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Полезная модель относится к устройствам в области нанесения покрытий детонационным способом на наружные цилиндрические поверхности деталей и механической обработкой их, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для изготовления и восстановления деталей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного и абразивного изнашивания, например, при восстановлении распределительных и коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания.
Для современного машиностроения характерно развитие и применение метода концентрации разнородных технологических операций на одном оборудовании. Данный технологический прием концентрации позволяет повысить производительность, что в свою очередь способствует снижению энергозатрат и себестоимость изделий. Для деталей типа распредвалов и коленвалов ДВС предусматривается поверхностно-термическая и финишная механическая обработка посадочных шеек и кулачков. Данные виды обработки формируют основные физико-химические свойства поверхностей, оказывающие влияние на эксплуатационные характеристики издений. Поэтому мы считаем, что целесообразно осуществить интеграцию именно этих операций на одном технологическом оборудовании.
Известны устройства для предварительного шлифования посадочных шеек и кулачков распредвалов и коленвалов ДВС, устройства для нанесения покрытий на изношенные поверхности и устройства для механической окончательной шлифовки этих поверхностей [Карагодин В.И. Ремонт автомобилей и двигателей: учебник. - М.: центр «Академия», 2002. - 496 с.].
Все эти операции выполняются на разных станках с затратой времени на установку заготовок в приспособлении, на транспортировку, на снятие дополнительных припусков с поверхностей. Эта технология требует значительных затрат времени, увеличенных припусков на обработку, снижает качество слоя за счет разнотолщинности, не используется установка для детонационного напыления цилиндрических поверхностей.
Известно устройство для детонационного нанесения покрытий на наружные цилиндрические поверхности по патенту RU №92363, принятое за прототип.
Устройство имеет детонационную пушку, механизм перемещения пушки и вращения напыляемой детали, и защитную камеру, состоящую из корпуса и съемной крышки, причем корпус выполнен разъемным по оси отверстий в боковых стенках камеры для скользящего обхвата напыляемого участка деталей и неподвижного закрепления камеры вдоль оси вращения детали, крышка камеры установлена неподвижна на стволе пушки, снабжена упругим элементом и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вместе со стволом относительно боковых стенок камеры, а конец ствола пушки выполнен сплющенным с образованием выходного отверстия в виде щели квазипрямоугольной формы.
Основным недостатком прототипа является отсутствие возможности механической обработки напыляемых поверхностей.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка устройства для обеспечения возможности нанесения покрытий детонационным методом на наружные поверхности и механической обработки этих поверхностей на одном станке с одной установки детали.
Техническим результатом является повышение качества напыленного слоя с одновременным сокращением времени обработки и повышением производительности.
Технический результат достигается предлагаемым устройством для комплексной обработки наружных поверхностей деталей тина распредвалов и коленвалов ДВС путем детонационного нанесения покрытия на цилиндрические поверхности и механической обработки этих поверхностей; механизм перемещения пушки, защитную камеру, состоящую из корпуса и съемной крышки, причем корпус выполнен разъемным, а крышка закреплена на стволе пушки и снабжена упругим элементом и имеет поступательное перемещение вместе со стволом; конец ствола пушки выполнен сплющенным с образованием выходного отверстия в виде щели квазипрямоугольной формы для концентрации струи; дополнительно содержит механизм для предварительной и окончательной механической обработки напыленных поверхностей. Предусмотрена подвижная поворотная плита с возможностью вращения вокруг оси, установленная на механизме горизонтальных перемещений. Детонационная пушка и механизм для предварительной и окончательной механической обработки поверхностей размещены на поворотной плите, причем их оси расположены параллельно и имеют одинаковое межцентровое расстояние от оси поворота плиты, а сами оси повернуты на 180 градусов относительно друг друга. Механизм для предварительной и окончательной механической обработки детали выполнен в виде быстроходной фрезерной головки, состоящей из электродвигателя, редуктора и шпинделя с фрезой, оснащенной пластинками из сверхтвердых материалов КНБ (кубического нитрида бора) для твердого резания.
Технический результат достигается предлагаемым устройством за счет использования детонационной пушки, обеспечивающей малопористого напыленного слоя с высокой адгезией с основным металлом, а совмещение напыления и механической обработки поверхностей на одном станке с одной установки деталей обеспечивает минимальные припуски на обработку, что сокращает машинное время и ликвидирует разнотолщинность слоя, а работа на одном станке сокращает время на установку и закрепление детали, что в итоге дает повышение производительности. Поворотная плита обеспечивает сокращение вспомогательного времени на подвод исполнительных органов к обрабатываемым поверхностям, а закрытая камера для напыления обеспечивает благоприятные условия работы.
На фиг.1 показано устройство полезной модели, вид сверху.
Предлагаемое устройство имеет платформу 1, связанную с приводом станка и имеющую возможность продольных и поперечных перемещений в горизонтальной плоскости. На ней установлена ось поворота 2, вокруг которой поворачивается подвижная поворотная плита 3. Точное положение поворота фиксируется и закрепляется фиксатором 4. На поворотной плите 3 расположены детонационная пушка 5 и механизм 6 для предварительной и окончательной механической обработки. Детонационная пушка 5 со стволом 7 и камерой 8, которая состоит из корпуса 9 и съемной крышки 10, причем корпус 9 выполнен разъемным по оси отверстий в боковых стенках камеры для скользящего обхвата напыляемого участка детали и неподвижного закрепления камеры вдоль оси вращения детали, крышка 10 камеры установлена неподвижно на стволе 7 пушки, снабжена упругим элементом 11 и имеет возможность возвратно поступательного перемещения вместе со стволом 7 относительно боковых стенок камеры 8, а конец, ствола пушки выполнен сплющенным с образованием выходного отверстия в виде щели квазипрямоугольной формы. Механизм 6 для предварительной и окончательной механической обработки поверхностей представляет собой быстроходную фрезерную головку, состоящую из электродвигателя 12, редуктора 13 и шпинделя с фрезой 14, оснащенной пластинками сверхтвердого материала КНБ для твердого резания. Детонационная пушка 5 и механизм 6 для механической обработки поверхностей деталей 15 расположены на поворотной плите 3 параллельно друг другу, но повернуты на 180° и имеют одинаковое межосевое расстояние от центра оси поворота 2. Восстанавливаемая деталь 15.
Работа предлагаемым устройством происходит следующим образом. Деталь 15 устанавливается в центра станка и приводится во вращение. К обрабатываемым поверхностям последовательно подводится фреза 14 и производится предварительная обработка под напыление поверхностей. Затем фреза отводится от детали, поворотная плита 3 поворачивается на 180° вокруг оси 2 и фиксируется и закрепляется фиксатором 4. К детали подводится детонационная пушка 5. Корпус 9 камеры 8 раздвигается и охватывает напыляемые поверхности поочередно, крышка 10 прижимается за счет упругого элемента 11, создавая камеру для напыления. Производится напыление всех предусмотренных поверхностей детали 15, после чего детонационная пушка 5 отводится от детали, поворотная плита 3 разворачивается на 180° вокруг оси 2, фиксируется и закрепляется. К детали подводится механизм для предварительной и окончательной механической обработки 6 и фрезой 14 производится окончательная механическая обработка намыленных поверхностей твердым резанием.