УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ ПРОФИЛЕЙ РАЗЛИЧНОЙ КРИВИЗНЫ ПРИ ДРОБЕСТРУЙНОЙ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕМЕННОЙ ТОЛЩИНЫ

Полезная модель относится к области создания кривизны в деталях переменной толщины, например, лопаток компрессора при их обработке различными способами поверхностной пластической деформации, в частности, дробеструйной обработкой. Кроме того, полезная модель может быть использована для придания аэродинамической формы крупногабаритным панелям крыльев самолетов переменной толщины дробеструйной обработкой.
Известно устройство для создания кривизны деталей, возникающей при дробеструйной обработке, содержащее зажимы, снабженные крепежными элементами для жесткого консольного крепления контрольной детали с наклеенным неметаллическим материалом с одной из поверхностей детали (патент России, №2403550 по классу МКИ G01N 3/00 от 10.11.2010 г.).
Недостаток данного устройства заключается в консольном креплении детали, которая пружинит в процессе дробеструйной обработки, что снижает интенсивность обработки и искажает данные прогибов контрольных пластин.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для контроля интенсивности поверхностной пластической деформации при дробеструйной обработке, содержащее основание с внутренней полостью и боковыми стенками, опору, выполненную в виде цилиндров, и контрольную деталь, прикрепляемую к опоре фиксаторами (патент на полезную модель №101190 по классу МКИ G01N 3/00 от 10.01.2011 г.).
Недостатком известного устройства является то, что на нем можно определить кривизну только на контрольных деталях постоянной толщины (пластинах Алмена) и не может быть использовано для контрольных деталей переменной толщины. Конструктивным недостатком данного устройства является крепление контрольной детали к опоре, при котором деталь переменной толщины не имеет возможности свободно выгибаться под действием поверхностного пластического деформирования, производимого дробеструйной обработкой, поскольку кривизна каждой элементарной площадки обрабатываемой поверхности детали определяется толщиной детали под этой площадкой.
Целью заявляемого технического решения является то, что оно позволяет выгибаться контрольной детали переменной толщины под воздействием поверхностной пластической деформации, возникающей при ее дробеструйной обработке. А также то, что применение предлагаемого устройства позволяет определить кривизну по всей поверхности детали, что может быть использовано для придания аэродинамической формы панелям крыльев самолетов переменного сечения.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для получения сложных профилей различной кривизны при дробеструйной обработке деталей переменной толщины, содержащим основание с внутренней полостью и боковыми стенками, опору, выполненную в виде цилиндров, и контрольную деталь, закрепленную к опоре фиксаторами, причем контрольная деталь выполнена переменной толщины, а цилиндры выполнены полыми и закреплены на основании с возможностью вращения во взаимно перпендикулярных плоскостях относительно основания, контрольная деталь закреплена фиксаторами к элементам сферической формы, размещенных во внутренних полостях цилиндров, при этом цилиндры снабжены пазами, обеспечивающими свободное перемещение сфер во внутренних полостях цилиндров.
На фиг.1 представлен общий вид устройства, подготовленного к обработке дробью.
На фиг.2 представлен вид устройства по стрелке А.
На фиг.3 представлен вид на поворотный механизм по стрелке А (выноска I при увеличении 3:1).
На фиг.4 представлен вид устройства по стрелке Б.
На фиг.5 представлен вид на поворотный механизм по стрелке Б (выноска II при увеличении 3:1).
На фиг.6 представлен вид на устройство по стрелке А при обработке детали дробью.
На фиг.7 представлен вид на устройство по стрелке Б при обработке датали дробью.
Заявляемое устройство содержит основание 6 на котором установлены поворотные механизмы 5, содержащие центрирующие гайки 9 с размещенными в их внутренних полостях вращающихся центрирующих элементов 10, которые завинчены в резьбовые отверстия 13. Полые цилиндры 4 с проушинами 7 соединены с вращающимися центрирующими элементами 10 штифтами 8 через отверстия 14. Во внутренних полостях цилиндров 4 размещены сферические элементы 3, с возможностью перемещения вдоль пазов 15. На сферические элементы 3 установлена контрольная деталь переменной толщины 1, закрепленная фиксаторами 2.
Предварительно перед работой устройства на основании 6 устанавливают поворотные механизмы 5 в следующем порядке: центрирующие гайки 9 с размещенными в ее внутренней полости вращающимися центрирующими элементами 10, завинченными в резьбовые отверстия 13. Полые цилиндры 4, снабженные проушинами 7, соединяют с вращающимися центрирующими элементами 10 штифтами 8 через отверстия 14. Во внутренних полостях цилиндров 4 размещают сферические элементы 3, имеющие возможность перемещения вдоль пазов 15. На сферические элементы 3 устанавливают деталь переменной толщины 1 и закрепляют фиксаторами 2.
Устройство для получения сложных профилей различной кривизны при дробеструйной обработке деталей переменной толщины работает следующим образом. Направляют поток дроби 12 на деталь 1 со стороны противоположной основанию 6. Деталь 1 начинает выгибаться навстречу потоку дроби 12. Кривизна детали 1 зависит от ее толщины. Наименьший радиус кривизны возникает там, где деталь тоньше и увеличивается в местах, где толщина детали увеличивается. Поэтому фиксаторы 2, жестко прижатые к детале 1 и сферическим элементам 3 отклоняются от исходного положения на различные углы вместе с изгибающейся деталью 1. При этом сферические элементы 3 свободно перемещаются по внутренним полостям полых цилиндров 4 по пазам 15. Полые цилиндры 4 за счет поворотных механизмов 5 поворачиваются в пространстве вместе со сферическими элементами 3 под теми же углами, что и фиксаторы 2. Вращающиеся центрирующие элементы 10 обеспечивают поворот полых цилиндров 4 в плоскости параллельной поверхности основания со стороны резьбовых отверстий 13, штифты 8 обеспечивают поворот полых цилиндров 4 в плоскости перпендикулярной поверхности основания 6. Поворотные механизмы 5 в целом обеспечивают поворот полых цилиндров во взаимно перпендикулярных плоскостях относительно основания 6, а именно под углами, создаваемыми местной кривизной детали 1. Неодинаковые углы поворота полых цилиндров в пространстве обеспечивают фиксацию детали 1 относительно основания 6 в процессе дробеструйной обработки.
После дробеструйной обработки созданную переменную кривизну детали переменной толщины 1 снимают с основания 6 и измеряют кривизну по всей обработанной потоком дроби 12 поверхности детали, используя измерительные манипуляторы, например, компании CimCore серии INFINITE или серии Stinger II.