УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для удаления покрытий с многогранных деталей типа "Призма" топливной аппаратуры дизельных двигателей. Деталь "Призма" дизельных двигателей работает в очень тяжелых условиях при высоких циклических нагружениях и повышенной загрязненности окружающей среды. В связи с этим рабочая поверхность данной детали имеет твердое антифрикционное алмазоподобное покрытие PVD толщиной в несколько микрометров. Удаление этого покрытия требуется в случае восстановления деталей, а также при неудовлетворительном качестве покрытия после его нанесения.
Известна установка для удаления покрытия (RU 2460829 С2 C25F 5/00, C25F 7/00), включающая резервуар, содержащий жидкий электролит, в который погружены противоэлектроды и приспособление для закрепления обрабатываемых деталей с возможностью вращения деталей вокруг вертикальной оси приспособления. Известны другие подобные этой установки, описанные в патентах и полезных моделях: ЕР 1050607 А2, 08.11.2000; SU 1201359 А, 30.12.1985; US 2645611 А, 14.07.1953; JP 02-166298 А, 26.06.1990 и других.
Недостатком этих устройства является то, что они не предназначены для удаления покрытия с многогранных деталей, так как при вращении приспособления детали располагаются к противоэлектродам всегда одной и той же стороной.
Наиболее близким (прототипом) к заявленной полезной модели по совокупности признаков является, устройство для удаления покрытия деталей с использованием раствора электролита, содержащее заполненную электролитом ванну, погруженные в нее детали и противоэлектроды, а также средство крепления деталей (RU 2215068 С2 C25F 5/00, C25F 7/00). Ванна для удаления покрытия содержит по объему в основном от 3 до 15% кислоты, выбранной из группы, включающей в себя азотную и соляную кислоты, Устройство также содержит ванну промывки деталей после завершения удаления покрытия, средство для удаления отходов, средство для очистки электролита. Противоэлектроды обеспечивают симметричное распределение потенциала для каждой детали. Кроме того, устройство содержит систему контроля за проводимостью электролита и контроля качества промывочного раствора, а также электронную систему управления процессом удаления покрытия.
Недостатком этого устройства является то, что оно не предназначено для удаления покрытия одновременно на всех граней детали, так как детали в процессе удаления покрытия повернуты к противоэлектродам только одной стороной. Для обеспечения возможности удаления покрытия с других граней детали необходимо вынуть приспособление из ванны, развернуть детали в приспособлении и снова погрузить приспособление в ванну. Это может осуществляться несколько раз, что значительно уменьшает производительность обработки. Кроме того, это снижает качество обработки, так как длительное пребывание в растворе электролита очищенной от покрытия поверхности приводит к появлению на ее поверхности окисной пленки, что делает непригодным деталь для нанесения повторного покрытия.
Задачей полезной модели является расширение технологических возможностей устройства, а именно обеспечение возможности одновременной обработки всех граней многогранных деталей.
Технически результатом полезной модели является повышение производительности удаления покрытия и повышение качества обработки.
Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве для удаления покрытия деталей с использованием раствора электролита, содержащее заполненную электролитом ванну, погруженные в нее детали и противоэлектроды, а также средство крепления деталей, число противоэлектродов равно числу граней детали, с которых удаляется покрытие, в качестве приспособления для крепления деталей используется стержень, на который нанизываются детали с возможностью их ориентации своими гранями в направлении противоэлектродов, и быстросъемный механизм фиксации положения деталей в приспособлении, например, байонетный механизм, а контур рабочей поверхности полуэлектродов со всех сторон выходит за пределы контурной поверхности граней деталей, против которых они расположены, не менее чем на 5% от их общих габаритных размеров.
Так как число противоэлектродов равно числу граней обрабатываемых деталей, а детали в приспособлении могут ориентироваться своими гранями в направлении противоэлектродов, то удаление покрытия осуществляется сразу со всех граней, что повышает производительность обработки. Кроме того, повышается качество обработки, так как время нахождения детали в электролите оказывается минимально необходимым, что не вызывает образование на поверхности деталей значительных окисных пленок, препятствующих повторному нанесению покрытия. Фиксация деталей в приспособлении быстросъемным механизмом, типа байонетного, препятствует случайному развороту деталей в процессе удаления покрытия, плотно прижимает детали к электроду, а также увеличивает производительность и качество обработки. Так как контур рабочей поверхности полуэлектродов не менее чем на 5% выходит за пределы контурной поверхности граней деталей, против которых они расположены, то это обеспечивает равномерное удаление покрытия с поверхности граней, что также повышает производительность и качество обработки.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1, где показано поперечное сечение предлагаемого устройства, и на фиг. 2, где показан вид сверху.
Устройство для удаления покрытия состоит из пластмассовой ванны 1, в которой закреплен металлический стержень 2 и три электрода 3. На стержне 2 байонетным механизмом 5 закреплены стальные обрабатываемые детали 4. Каждая обрабатываемая деталь 4 имеет 3 плоские грани, с которых требуется удалить твердое алмазоподобное антифрикционное покрытие. Контур полуэлактродов со всех сторон выходит за пределы контура обрабатываемых поверхностей деталей на величину h, составляющую 5% от соответствующего габаритного размера контура обрабатываемых поверхностей. Пластмассовая ванна 1 заполнена электролитом на основе азотной или серной кислоты с объемной концентрацией 0,05-0,15%. К стержню подведен положительный потенциал, а к противоэлектродам 3 подведен отрицательный потенциал источника постоянного тока (не показан).
Работа устройства осуществляется следующим образом. На стержень 2 нанизывают обрабатываемые детали 4 и ориентируют их своими плоскими гранями относительно противоэлектродов 3. Затем их закрепляют байонетным механизмом 5. В пластмассовый корпус устройства 1 заливают электролит так, чтобы он полностью покрыл обрабатываемые детали 4. Включают источник постоянного тока (не показан), в результате чего начинается обработка деталей 4. Электролит проникает через поры твердого алмазоподобного антифрикционного покрытия к поверхности основного материала деталей 4 и растворяет его. Адгезионные связи покрытия с основным металлом ослабляются и антифрикционное покрытие постепенно осыпается.
После удаления с плоских граней деталей 4 твердого алмазоподобного антифрикционного покрытия источник тока отключают, электролит из пластмассового корпуса 1 удаляют. Затем байонетный механизм 5 открепляют, а детали 4 снимают со стержня 2. Так как для удаления покрытия использовался слабый раствор электролита, то промывка деталей не обязательна, тем более что перед нанесением покрытия детали подвергают тщательной очистки и мойке.
Эксплуатационное испытание устройства предлагаемой конструкции осуществлялось при удаления дефектных покрытий с деталей "Призма" топливной системы дизельных двигателей автомобиля "Камаз", каждая из которых имела три грани рабочей поверхности с алмазоподобным износостойким покрытием, полученным методом PVD. В качестве электролита использовался 0,1% раствор азотной кислоты в воде. В качестве противоэлектродов использовались свинцовые пластины, контур каждой из которых выходил за пределы контурной поверхности граней деталей, против которых они расположены, не менее чем на 5% от их общих габаритных размеров. Исследования показали, что при меньших размеров противоэлектродов в центральной части контура обрабатываемых поверхностей съем припуска осуществляется с существенно большей скоростью, чем по краям.
Штучное время обработки составило 40 сек. За это время со всех граней деталей было полностью удалено покрытие. Все грани имели светлую поверхность. Повтороное покрытие этих поверхностей деталей обеспечило высокую его адгезию к основному материалу.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечило решение поставленной перед полезной моделью задачи и достижение ожидаемого результата - повышение производительности и качества удаления алмазоподобного износостойкого покрытия с многогранных деталей.