Приспособление для обработки абразивным потоком внутренней поверхности изогнутого в нескольких плоскостях волновода

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для однонаправленной обработки абразивным потоком внутренних каналов металлических волноводов, в том числе изогнутых в нескольких плоскостях.
Конструктивно волноводы представляют собой тонкостенные изделия сложной формы (изогнутой в нескольких плоскостях) с центральным внутренним каналом прямоугольного сечения и фланцами для соединения между собой и с другими элементами волноводного тракта. Металлические изогнутые волноводы изготавливают из медных или алюминиевых сплавов.
a
Величина шероховатости внутреннего канала волноводов в зависимости от материала заготовки должна быть не более R=0,2…0,6 мкм, значение отклонения толщины стенки трубы ≤0,2 мм и отклонения от прямого угла поперечного сечения ±1°.
Известно приспособление для полирования внутренних поверхностей секционно-изогнутых волноводов при абразивно-экструзионной обработке (Пат РФ 182524 U1). Данное приспособление содержит верхнее и нижнее основания, в каждом из которых выполнены центральное отверстие и равномерно расположенные по окружности резьбовые отверстия, стойки жесткости, установленные в резьбовых отверстиях оснований с возможностью фиксации с помощью гаек, и размещенные в упомянутых центральных отверстиях верхнюю и нижнюю муфты, закрепленные, соответственно, в верхнем и нижнем основаниях, предназначенные для присоединения к соединенным между собой обрабатываемым волноводам и имеющие внутренний канал цилиндрической формы, переходящей в прямоугольную форму, причем сечение канала прямоугольной формы муфты соответствует сечению внутреннего канала присоединяемого волновода, а сечение канала цилиндрической формы муфты соответствует сечению выходного отверстия установки для полирования, при этом внутренние каналы соединенных между собой верхней муфты, секционно-изогнутых волноводов и нижней муфты образуют герметичный рабочий канал для подачи в него абразивного материала. Приспособление позволяет закреплять между собой для обработки одновременно до четырех изогнутых волноводов с помощью цилиндрических поворотных на 360° переходников.
Основным недостатком описанного приспособления является возможность закрепления для обработки волноводов, изогнутых исключительно в одной плоскости. При этом при сборке приспособления требуется обеспечение соосности входных сечений волноводов, соединяемых с верхней и нижней муфтой, как между собой, так и с центральной осью приспособления в целом (параллельности верхнего и нижнего оснований). Закрепление в данном приспособлении волноводов, изогнутых в нескольких плоскостях, невозможно.
Другим недостатком данного технического решения является неравномерность обработки, вызванная существенным увеличением общей длины обрабатываемого канала, а также наличием местных сопротивлений, вызывающих изменение профиля потока вязко-эластичной пасты. В расширениях обрабатываемого канала во внутренних полостях цилиндрических переходников и резьбовых втулок происходит релаксационное изменение профиля потока пасты от расширения до обратного сжатия, что вызывает дополнительные потери напора потока.
Техническая проблема заключается в отсутствии приспособлений, позволяющих проводить с применением существующих установок и технологий обработку абразивным потоком внутренних поверхностей волноводов, изогнутых в нескольких плоскостях.
Задачей изобретения является создание приспособления, позволяющего проводить на установках абразивно-экструзионной обработки полирование абразивным потоком в одном направлении волновода, изогнутого в нескольких плоскостях.
Поставленная задача решается тем, что известное приспособление для обработки абразивным потоком внутренней поверхности волновода, содержащее верхнее и нижнее основания, соединяемые стойками жесткости, муфту, имеющую внутренний канал цилиндрической формы, переходящей в прямоугольную форму, причем сечение канала прямоугольной формы муфты соответствует сечению внутреннего канала обрабатываемого волновода, а сечение канала цилиндрической формы муфты соответствует сечению выходного отверстия установки для полирования, согласно полезной модели, приспособление дополнительно снабжено направляющей двухступенной крышкой, разрезным кольцом с установочными отверстиями, нижним и верхним переходниками с центральным отверстием под волновод, причем верхний переходник при помощи разъемного соединения, соединен с верхним фланцем волновода, а нижний переходник установлен в цилиндрической выточке муфты, и служит для базирования нижнего фланца волновода, при этом форма и площадь поперечного сечения внутреннего отверстия фланца волновода и переходников выполнены идентичными, а длина отверстия нижнего переходника выполнена достаточной для обеспечения полной перестройки профиля потока рабочей среды от цилиндрического сечения муфты к прямоугольному сечению волновода, для фиксации которого (волновода) применено разрезное кольцо с размещенными в его установочных отверстиях цилиндрическим и призматическим пальцами, контактирующее с направляющей двухступенной крышкой, которая меньшей ступенью соединена посредством цилиндрической выточки с муфтой, а верхней ступенью - с нижним основанием, обеспечивающим через посредство стоек жесткости и верхнего основания подсоединение к верхнему рабочему цилиндру установки для полирования и обеспечение прижатия и достаточной для проведения процесса обработки жесткости.
Полезная модель поясняется чертежом. На фиг. 1 представлено собранное приспособление в разрезе, установленное в абразивно-экструзионной установке. На фиг. 2 показан выносной элемент А, показывающий присоединение верхнего фланца волновода. На фиг. 3 изображен выносной элемент Б, иллюстрирующий размещение и закрепление нижнего фланца волновода. На фиг. 4 - общий вид приспособления в сборе.
Приспособление для обработки абразивным потоком внутренней поверхности изогнутого в нескольких плоскостях волновода (фиг. 1), содержит муфту 1 с внутренним каналом цилиндрической формы, переходящей в прямоугольную форму, верхний переходник 2 нижний переходник 3 и, разрезное кольцо 4, направляющую двухступенную крышку 5 и два пальца - цилиндрический 6 и призматический 7. Муфта 1 обеспечивает базирование приспособления с необходимой точностью на посадочную плоскость рабочего цилиндра 8 установки для обработки абразивным потоком, а также обеспечивает требуемый характер перестройки профиля потока рабочей среды от выходного сечения диаметра рабочего цилиндра до входного сечения нижнего переходника 3. Верхний и нижний переходники 2, 3 имеют центральное прямоугольное отверстие, форма и площадь которого совпадает с формой и площадью выходного и входного сечения внутреннего канала обрабатываемого волновода 9. Длина этого отверстия обеспечивает окончательное формирование прямоугольного профиля потока среды и релаксацию дополнительных напряжений среды при перестройке профиля потока в муфте 1 от цилиндрического сечения к прямоугольному, что позволяет исключить появление неравномерности обработки и формирование скругления (фаски) на кромках входного и выходного сечения внутреннего канала волновода. Разрезное кольцо 4, выполнено в форме диска и имеет два установочных отверстия под пальцы и центральное прямоугольное отверстие, служащее для фиксации волновода 9. Разрезное кольцо состоит из двух половин. Направляющая крышка 10 с центральным отверстием имеет две ступени, одна из которых входит в выточку муфты 1, а вторая входит в выточку нижнего основания 11.
Нижнее основание 11 имеет центральное отверстие и четыре резьбовых отверстия, расположенных под углом 90° относительно друг друга и предназначенных для установки четырех стоек жесткости 12. На нижней части стоек выполнена резьба. На верхнюю гладкую часть стоек жесткости 12 монтируется верхнее основание 13 так, что гладкая часть стоек жесткости попадает в кольцевую канавку нижней плоскости верхнего основания 13. Предложенное крепление существенно снижает требования по взаимному расположению (соосности) четырех резьбовых отверстий нижнего основания 11 относительно верхнего основания 13 и упрощает процесс сборки приспособления.
На верхнем фланце волновода 9 винтами 14 закреплен верхний переходник 2.
Сборка приспособления производится в следующем порядке: муфту 1 устанавливают на посадочную плоскость нижнего рабочего цилиндра 8. Верхний фланец волновода 9 соединяют при помощи винтов 14 с верхним переходником 2 так, что центральное прямоугольное отверстие верхнего переходника совмещается с выходным прямоугольным отверстием волновода. Далее в цилиндрическую выточку муфты 1 вставляется нижний переходник 3 и нижний фланец волновода 9. При этом центральное прямоугольное отверстие нижнего переходника совмещается со входным прямоугольным отверстием волновода. В отверстия фланца волновода 9 вставляются цилиндрический палец 6 и призматический палец 7. Далее в цилиндрическую выточку муфты 1 одновременно устанавливаются две половинки разрезного кольца 4 таким образом, чтобы в образовавшемся при сборке половинок центральном прямоугольном отверстии проходил обрабатываемый волновод, а в два установочных отверстия вошли пальцы 6 и 7. Пальцы 6 и 7 исключают поворот волновода во время обработки. Через центральное отверстие направляющая двухступенная крышка 5 устанавливается через верхний фланец на волновод 9. При этом нижняя ступень направляющей крышки 5 монтируется в центральную выточку муфты 1, завершая процесс базирования волновода для обработки.
Далее четыре стойки жесткости 12 закрепляются резьбовой частью в отверстия нижнего основания 11. После этого нижнее основание 11 со стойками жесткости 12 устанавливается своей выточкой на верхнюю ступень направляющей крышки 5. При этом свободная часть обрабатываемого изогнутого волновода выводится между стойками жесткости 12. Далее сверху на торцы гладкой части стоек жесткости 12 монтируется верхнее основание 13 так, чтобы торцы гладкой части стоек попали в кольцевую канавку верхнего основания. Собранное таким образом приспособление поджимается траверсой (верхним рабочим цилиндром) 14. Траверса верхнего рабочего цилиндра 14 имеет возможность вертикального перемещения, что обеспечивает закрепление (прижим) приспособления с обрабатываемой деталью в используемой установке.
Нижний рабочий цилиндр 8 установки для обработки абразивным потоком (фиг. 1) загружают рабочей средой 15 в необходимом для эффективной обработки объеме.
В процессе обработки абразивным потоком необходимый объем рабочей среды 15 продавливается штоком цилиндра 8 в муфту 1 через центральное отверстие нижнего переходника 3 во внутренний канал обрабатываемого изогнутого волновода 9 и через центральное отверстие верхнего переходника 2 выдавливается через канал возврата рабочей среды в нижний рабочий цилиндр (на фиг. 1 не показаны). После окончания обработки траверса 14 поднимается вверх так, чтобы можно было извлечь из приспособления соединенные между собой стойками жесткости 12 нижнее основание 11 и верхнее основание 13. Далее из посадочной плоскости нижнего рабочего цилиндра 8 извлекается муфта 1, из центральной выточки которой последовательно вынимаются направляющая крышка 5, цилиндрический палец 6, призматический палец 7, две половинки разрезного кольца 4, волновод 9. Для удаления остатков рабочей среды из внутреннего канала волновода применяют операции ее нагрева, продувки сжатым воздухом и мойки. При необходимости процесс обработки абразивным потоком может быть повторен в той же последовательности. При этом состав рабочей среды может быть изменен.
a
Обработка абразивным потоком с применением данного приспособления обеспечила равномерную обработку внутренней поверхности волновода и позволила получить равномерную шероховатость внутренней поверхности изогнутого в нескольких плоскостях латунного волновода R=0,4…0,6 мкм.