УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛОЧНО-УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к металлообработке и может быть использована в различных отраслях промышленности для отделочной и упрочняющей обработки поверхностей деталей в среде стальных шаров или абразивного материала.
Известно устройство для поверхностного упрочнения деталей посредством шаров (RU №2200652, С 7 В 24 С 1/10, опубл. 2003.03.20) [1], которое содержит заполненную шариками рабочую камеру с виброприводом, вал для поворота обрабатываемой детали и механизм поворота. Известное устройство позволяет обрабатывать детали в закрепленном состоянии, что не дает возможность обрабатывать одновременно партию деталей. Кроме того, устройство не предусматривает отделочную обработку поверхностей деталей в среде абразива.
Известно устройство для струйной отделочно-упрочняющей обработки поверхности детали (RU №2167757.С, 7 В 24 С 1/10, опубл. 2001.05.27) [2], содержащее камеру с жидкостью, в которую погружается обрабатываемая деталь, установленная на шпинделе вращения. Жидкость подается в камеру посредством гибких трубопроводов. Деталь обрабатывают струей суспензии воздуха, жидкости и твердых частиц, что позволяет получить высокое качество поверхностного слоя детали.
Описанное выше устройство не позволяет осуществлять отделочно-упрочняющую обработку по всей поверхности детали одновременно, так как обработка производится на заданном участке детали. Кроме того, устройство не позволяет производить отделочно-упрочняющую обработку партии деталей, что снижает производительность процесса.
Описанное устройство для струйной отделочно-упрочняющей обработки совпадает с заявляемой полезной моделью по большинству существенных признаков и принимается за прототип.
Задачей заявляемой полезной модели является разработка устройства для отделочно-упрочняющей обработки деталей, позволяющего обрабатывать партии деталей в свободном состоянии с достижением высокого качества поверхности.
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности отделочно-упрочняющей обработки деталей за счет обеспечения взаимного свободного перемещения обрабатываемых деталей и обрабатывающей среды при высоком качестве поверхности.
Технический результат достигается тем, что устройство для отделочно-упрочняющей обработки деталей включает рабочую камеру с непрерывно подаваемой жидкостью, в которую помещены детали, обрабатываемые потоком твердых частиц, согласно полезной модели, рабочая камера выполнена в виде неподвижной вертикально расположенной цилиндрической обечайки и примыкающего к ней дна в виде тарели, с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, боковая поверхность которой образует с горизонтальной плоскостью угол, равный 15-20°. На основании тарели вдоль вертикальной оси закреплен вкладыш, имеющий форму усеченного конуса, причем площадь его верхнего основания больше площади нижнего.
Другое отличие состоит в том, что внутренняя поверхность рабочей камеры покрыта износостойким упругим материалом.
Другое отличие состоит в том, что в качестве износостойкого упругого материала использован полиуретан.
Другое отличие состоит в том, что поверхность вкладыша покрыта износостойким упругим материалом.
Другое отличие состоит в том, что в качестве износостойкого упругого материала для покрытия поверхности вкладыша использован полиуретан.
На фиг.приведен схематический чертеж устройства для отделочно-упрочняющей отработки деталей.
Устройство содержит рабочую камеру 1, выполненную в виде неподвижной вертикально расположенной цилиндрической обечайки, устройства для непревывной подачи жидкости 2 в рабочую камеру 1, которая имеет дно 3, выполненное в форме тарели с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, боковая поверхность которой образует с горизонтальной плоскостью угол α=15-20°.
На основании тарели 3, вдоль ее вертикальной оси закреплен вкладыш 4, имеющий форму усеченного конуса, причем площадь его верхнего основания больше площади нижнего. Такая форма выполнения вкладыша позволяет создать между стенкой рабочей камеры 1 и боковой поверхностью вкладыша 4 сложную форму рабочей зоны, обеспечивающую за счет образования "щелевого эффекта" между стенкой рабочей камеры, вращающимся дном и поверхностью вкладыша высокую интенсивность обработки.
Внутренняя поверхность камеры и поверхность вкладыша покрыта износостойким упругим материалом, например, полиуретаном.
В рабочую камеру 1 помещаются твердые частицы 5 (гранулированный абразив, стальные или фарфоровые шары и др.) и партия обрабатываемых деталей, которые приводятся во вращательное движение вокруг вертикальной оси таким образом, что вся масса загрузки приобретает форму тора. Так как боковая поверхность тарели образует с горизонтальной плоскостью угол, равный 15-20°, то при ее вращении вокруг вертикальной оси внутри рабочей камеры возникает тороидально-винтовой поток, обеспечивающий высокую производительность обработки партии деталей.
Дно 3 (тарель) приводится во вращательное движение приводом гидродвигателя.
Для обработки деталей возможно применение как гранулированных абразивных материалов различных марок, так и стальных полированных шаров в диапазоне диаметров d=2-10 мм
Был изготовлен и апробирован лабораторный образец установки с объем рабочей камеры 10л, диаметром обечайки 220 мм, объемом загрузки до 5 л. Регулируемый зазор между дном и стенкой камеры составляет 0.1-2.0 мм, частота вращения дна - 3.33-15 Гц. Диаметр нижнего основания вкладыша - 115 мм, верхнего -200 мм, высота - 178 мм. Габаритные размеры устройства - 1200×600×1200, масса - 250 кг.
При обработке в среде стальных шаров получены следующие значения среднего арифметического отклонения профиля установившейся шероховатости:
- для стали 45 - 0.98-1.5 мкм
- для алюминиевого сплава Д16 - 1.14-2.47. Глубина упрочненного слоя:
- для стали 45 - 170-175 мкм,
- для алюминиевого сплава Д16 - 140-150 мкм. Степень упрочнения для указанных материалов колеблется в пределах 10.8-13.6%.
Источники информации:
1. RU №2200652, С, 7 В 24 С 1/10, опубл. 2003.03.20.
2. RU №2167757, С, 7 В 24 С 1/10, опуб. 2001.05.27. - прототип
Авторы: Бабичев А.П., Тамаркин М.А., Давыдова И.В., Тищенко Э.Э., Мотренко П.Д.