УСТРОЙСТВО ВИБРАЦИОННОЕ ДЛЯ ОТДЕЛОЧНО-ЗАЧИСТНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
VIBRATION DEVICE FOR FINISHING AND GRINDING PROCESSING OF PARTS

Изобретение относится к обработке деталей в контейнерах, совершающих низкочастотные колебания, и может найти применение в различных отраслях машиностроения для шлифовки, полирования и упрочнения поверхностного слоя деталей.
Известна виброустановка с объемным движением рабочей камеры (патент РФ №2288830, кл. B24B 31/073, 2006), содержащая упруго установленную на основании с вибратором тороидальную рабочую камеру выполненную из секций, смонтированных из полос, согнутых в одну сторону по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полос, с попеременным образованием по длине полосы равных по размерам равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом с двух сторон самого большого равностороннего треугольника расположены своими основаниями два одинаковых равнобедренных треугольников, с боковых сторон, которых расположены два одинаковых равносторонних треугольников с расположенными к ним своими основаниями двумя одинаковыми равнобедренными треугольниками, на одном из которых расположен равносторонних треугольников, причем стороны меньших равносторонних треугольников отличаются от сторон больших равносторонних треугольников на одну и ту же линейную величину, а секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых треугольников с образованием по наружной и внутренней поверхностях тороидальной рабочей камеры ломанных винтовых линий и винтовых поверхностей.
Недостатком известной виброустановки с объемным движением рабочей камеры является ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что обработка производится с недостаточной интенсивностью и недостаточной энергоемкостью взаимодействия деталей и частиц рабочих сред друг с другом на относительно небольшой длине (по окружности) рабочей камеры в виде тора.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является виброустановка с тороидальной рабочей камерой (патент РФ №2465119, кл. В24В 31/073, 2012), содержащая упруго установленную на основании с вибратором тороидальную рабочую камеру выполненную из секций, смонтированных из полос, которые согнуты по прямым линиям сгиба, размещенным под углом к кромкам полос, и соединенных друг с другом при этом каждая из секций выполнена в виде кругового сектора, смонтированного из полосы, на которой образованы разные по размерам четырехугольники с двумя параллельными сторонами в виде линий сгиба, расположенными на полосе параллельно друг другу на равных расстояниях, при этом полоса согнута по линиям сгиба и свернута в кольцо с образованием внутри него карманов криволинейной формы, а секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников с образованием по наружной и внутренней поверхностям тороидальной рабочей камеры направленных в одну сторону винтовых линий и винтовых внутренних криволинейных поверхностей с карманами различной криволинейной формы и размеров.
Недостатком известной виброустановки с тороидальной рабочей камерой является ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что обработка производится с недостаточной интенсивностью и недостаточной энергоемкостью взаимодействия деталей и частиц рабочих сред друг с другом на относительно небольшой длине (по окружности) рабочей камеры в виде тора.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, увеличения производительности и пути (длины) движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред в рабочей камере.
Техническое решение достигается тем, что в устройстве вибрационном для отделочно-зачистной обработки деталей, содержащем упруго установленную на основании, снабженную приводом рабочую камеру, рабочая камера выполнена пустотелой, в виде квадрата, с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы, при этом, рабочая камера смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех пустотелых секций, выполненных в виде пустотелого кругового сектора с четырьмя пустотелыми прямолинейными секциями, причем четыре секции, выполненные в виде пустотелого кругового сектора, изготовлены из полосы, с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами в виде линий сгиба, расположенными на полосе на равных расстояниях друг от друга и параллельно друг другу, при этом, полоса свернута в кольцо-подсекцию, по периметру которой размещены карманы криволинейной формы, а подсекции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого кругового сектора, с образованием по наружной и внутренней поверхности, направленных в одну сторону под острым углом к оси пустотелого кругового сектора винтовых линий и винтовых внутренних поверхностей в виде карманов криволинейной формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом, расстояния между линиями сгиба равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей, а четыре пустотелые прямолинейные секции изготовлены по меньшей мере, из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенные под углом к кромкам полосы, при этом, полоса свернута в цилиндрические витки, с образованием по наружной и внутренней поверхности винтовых линий, а также винтовых поверхностей криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом, расстояния между линиями сгиба равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого устройства вибрационного для отделочно-зачистной обработки деталей.
1
2
2
1
Новизна заключается в том, что рабочая камера выполнена в виде квадрата с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы, что расширяет технологические возможности, при одних и тех же габаритах с рабочей камерой выполненной в виде тора расширяются технологические возможности и увеличивается путь (длина) движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред в квадратной рабочей камере, так как длина по периметру тора (окружности) диаметра D равна L=πD, а длина по периметру квадрата равна L=4D. (L>L).
Новизна обусловлена также тем, что рабочая камера смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями, что расширяет технологические возможности и так как при одних и тех же габаритах с рабочей камерой выполненной в виде тора расширяются технологических возможностей и увеличивается путь (длина) движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред в квадратной рабочей камере.
Новизна усматривается в том, что карманы рабочей камеры выполнены в виде геометрических криволинейной формы, по меньшей мере, из одной полосы, что расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что карманы по периметру рабочей камеры могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что расстояния между линиями сгиба карманов внутренних поверхностей равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей, что расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что рабочая камера выполнена в виде квадрата и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред, повышение производительности, но и расширение технологических возможностей.
Новизна предложения заключается в том, что по внутренней поверхности рабочей камеры образованы криволинейные поверхности, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что обеспечивает изменение направления движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред, в результате повышается производительность и расширяются технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собрана рабочая камера, по периметру смонтированы из полос с размеченными на них четырехугольниками разных по площади и размерам, поэтому, интенсивность и производительность отделочно-зачистной обработки возрастает, расширяются технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру рабочей камеры проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение потоков обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред в каждом сечение рабочей камеры, а значит повышение производительности и расширение технологических возможностей.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии рабочей камеры, поэтому степень сжатияпотоков обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред возрастает, процесс отделочно-зачистной обработки интенсифицируется.
Новизна заключается также в том, что рабочая камера изготовлена из секций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях перпендикулярных проходному сечения рабочей камеры, что усложняет траектории их движения и увеличивает интенсивность отделочно-зачистной обработки и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что при работе вибратора, установленного горизонтально, (в отличии от аналога- патент РФ №2465119, кл. B24B 31/073, 2012), у которого вибратор установлен вертикально), обрабатываемые детали и частицы рабочих сред, совершающие циркуляционное движение внутри рабочей камеры в плоскостях перпендикулярных оси симметрии рабочей камеры, получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу стенок криволинейных карманов всех восьми секций, что расширяет технологические возможности и повышает производительность отделочно-зачистной обработки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображено устройство вибрационное для отделочно-зачистной обработки деталей, общий вид; на фиг.2 - рабочая камера в форме квадрата, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - одна из четырех секций, выполненная в виде пустотелого кругового сектора, вид сверху; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольников; на фиг.7 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг.8 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба; фиг.9 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо-подсекцию; на фиг.10 - одна из четырех пустотелых прямолинейных секций с карманами криволинейной формы, общий вид; на фиг.11 - разрез В-В на фиг.10; на фиг.12 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для карманов криволинейной формы пустотелой прямолинейной секции на фиг.10; на фиг.13 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов криволинейной формы; фиг.14 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в цилиндрический виток.
Устройство вибрационное для отделочно-зачистной обработки деталей (фиг.1) состоит из рабочей камеры 1 установленной на платформе 2, снабженной вибратором 3. Платформа 2 посредством пружин 4 установлена на основании 5.
Рабочая камера 1 выполнена в виде квадрата (фиг.2) с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру (фиг.3) в виде карманов криволинейной формы и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций 6, 7, 8, 9, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейным секциями 10, 11, 12, 13 (фиг.2).
Секции 6, 7, 8, 9 выполнены в виде кругового пустотелого сектора (фиг.4) с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы 14, 15, 16, 17, 18, 19 (фиг.5) и смонтирован из полосы 20 (фиг.6), на которой размечены прямоугольники 21 и линии сгиба 22, размещенные на равных расстояниях друг от друга друг равных длине развертки периметра криволинейных карманов, например, для карманов 14, 15, 16, 17, 18, 19 на расстояниях L и под углом а к кромкам полосы 20.
На полосе 20 размечены также линии обрезки 23 кромок полосы 20, показанных на фиг.6 штрих-пунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 23 участки полосы 20 (на фиг.6 эти участки полосы 20 заштрихованы) отрезаются, и полоса 20 приобретает вид, показанный на фиг.7, у которой линии сгиба 22 полосы 20 разные по длине L1, L2, L3, L4, L5, L6 с образованием при этом разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - линиям сгиба 22, параллельных друг другу. Полоса 20 (фиг.7) после обрезки кромок прямоугольников 21 по линии обрезки 23 сгибается по прямым линиям, размещенным под углом α к кромкам полосы 20 с образованием криволинейных поверхностей 24 (фиг.8) с кромками 25 и 26 и затем сворачивается в кольцо-подсекцию 27 (фиг.4,фиг.9) с криволинейной внутренней поверхностью в виде карманов 14, 15, 16, 17, 18, 19. Кромки 25 и 26 полосы 20 после сворачивания в кольцо-подсекцию 27 соединяются известными методами, например, сваркой, пайкой и т.д. с образованием подсекции - кольца 27. Затем подсекции 27 соединяют друг с другом известными способами в круговой пустотелый сектор в виде секции 6, 7, 8, 9.
Таким образом, секции 6, 7, 8, 9 (фиг.2, фиг.3, фиг.4) изготовлены в виде пустотелого кругового сектора с многозаходной винтовой поверхности и винтовыми линиями с винтовыми канавками внутри секций 6, 7, 8, 9 в виде карманов криволинейной формы под углом к их продольной оси.
Секции 6, 7, 8, 9 (фиг.4, фиг.5) в виде пустотелого кругового сектора с криволинейной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру и образованием по его внутренней поверхностей карманов криволинейной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий могут быть изготовлены и иным способом.
Четыре пустотелые прямолинейные секции 10, 11, 12, 13 (фиг.10, фиг.11) с карманами криволинейной формы, например секция 10, изготовлена, по крайней мере, из одной полосы 28, соединенной по продольным кромкам 29 (показаны на фиг.10 штрихпунктирной линией) известными методами, например, сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностей винтовых линий (на фиг.10 часть одной из винтовых линий показана утолщенной линией 30-31-32-33-34-35-36 и винтовых поверхностей (фиг.11) криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы 37, 38, 39, 40, 41, 42.
1
Полоса 28 (фиг.12, фиг.13) согнута по прямым линиям 43 под одинаковыми углами β к кромкам полосы 29, размещенных на расстояниях равных длине развертки периметра криволинейных карманов, например, для кармана 42 на расстояниях L.
Полоса 28 после сгиба (фиг.13) свернута в цилиндрические витки (фиг.14), соединенные друг с другом по продольным кромкам 29 известными методами, например сваркой, в пустотелую прямолинейную секцию, например 10, 11, 12, 13.
Пустотелые прямолинейные секции, например 10, 11, 12, 13 жестко соединены поочередно с пустотелыми секциями 6, 7, 8, 9 в виде кругового сектора (фиг.2) по линиям стыковки 1-1, П-П, Ш-Ш, 1У-1У, У-У, У1-У1, УП-УП, УШ-УШ с образованием непрерывной пустотелой рабочей камеры 1 в виде квадрата с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы.
Устройство вибрационное для отделочно-зачистной обработки деталей работает следующим образом.
Возмущающая сила вибратора 3 через стенки рабочей камеры 1 передается обрабатываемым деталям и частицам рабочих сред, находящимся внутри рабочей камеры 1. Обрабатываемые детали и частицы рабочих сред под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях перпендикулярных оси симметрии пустотелой рабочей камеры 1 и карманов криволинейной формы по ее периметру. Наличие криволинейных карманов по периметру рабочей камеры 1 изменяет направление движение обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред, в результате чего они не только приобретают направленное движение от загрузки к выгрузке, но в результате образуются также зоны сжатия по всей длине пути их движения внутри рабочей камеры 1, повышается производительность отделочно-зачистной обработки, расширяются технологические возможности.
Обрабатываемые детали и частицы рабочих сред не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению рабочей камеры 1. Так как по длине рабочей камеры 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред,
т.е. имеет место повышение производительности отделочно-зачистной обработки деталей. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру рабочей камеры обеспечивает движение обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред не только в пустотелых прямолинейных секциях рабочей камеры 1, но и в пустотелых секциях, выполненных в виде кругового сектора, что способствует не только усложнению траекторий их движения, но и их перемещению по проходному сечению рабочей камеры 1 от загрузки к выгрузке. При движении обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред по проходному сечению рабочей камеры 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечение рабочей камеры 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс отелочно-зачистной обработки деталей и расширяет технологические возможности.
Технико-экономические преимущества возникают за счет выполнения рабочей камеры вибрационного устройства вибрационного для отделочно-зачистной обработки деталей в виде квадрата, поверхность которого снабжена однонаправленными винтовыми линиями и винтовыми поверхностями, в виде карманов криволинейной формы, которые и обеспечивают изменение направления движения потоков обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред и расширение технологических возможностей.