УСТРОЙСТВО ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности, к устройствам механической обработки деталей абразивом в незакрепленном состоянии, и может найти применение для обработки широкой номенклатуры деталей сложной геометрической формы, например, лопаток компрессора или турбины авиационных двигателей, например, для удаления различных покрытий с их поверхностей или для снижения исходной шероховатости поверхности детали.
Из уровня техники известно устройство для обработки детали абразивом, состоящее из конусообразной камеры с отверстиями для подачи сжатого воздуха и проходящего внутри нее трубопровода для подачи рабочего агента. Абразивные зерна подаются на обрабатываемые поверхности детали через наклонные отверстия в конусообразной камере сжатым воздухом под давлением (Авторское свидетельство СССР №455838, B24B 31/10, 1975 г.).
Недостатком известного устройства является сложность его конструкции, а также высокая трудоемкость процесса обработки, что делает устройство не достаточно надежным.
Наиболее близким решением по технической сути и достигаемому результату является устройство для обработки детали в псевдоожиженном слое абразива, состоящее из корпуса и камеры с запрессованным кольцом. Между кольцом и закрепленной в камере деталью по ее обрабатываемым поверхностям засыпается незакрепленный абразив. Через щелевые каналы, прорезанные в кольце под оптимальным углом, в камеру подается сжатый воздух (Патент на изобретение РФ №2084327, B24B 31/10, 1997 г.).
Недостатком известного устройства является невозможность обработки детали сложной геометрической формы, отличной от цилиндрической с равномерным снятием поверхностного слоя по всей поверхности детали, а также сложность конструкции устройства, что делает устройство недостаточно надежным и ограниченным по виду обрабатываемых деталей.
Технический результат заявленного технического решения заключается в обеспечении равномерного снятия поверхностного слоя технологически регламентируемой величины по всей поверхности сложнофасонных деталей за счет организации абразивной обработки с равномерным давлением абразивных зерен по всей поверхности вращающейся детали, что в итоге позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых деталей.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное устройство, является создание конструкции рабочей зоны, обеспечивающей равномерное давление абразивных зерен в свободном состоянии на всю поверхность сложнофасонной обрабатываемой детали при ее вращении.
Поставленная техническая задача решатся посредством того, что устройство для абразивной обработки деталей содержит корпус с крышкой и подпружиненным днищем и средство обработки деталей, выполненное в виде абразивных зерен, расположенных внутри корпуса, при этом крышка корпуса выполнена с возможностью установки на ней вращающейся обрабатываемой детали, а в стенках корпуса выполнены отверстия для отвода отходов обработки.
Заявленное техническое решение поясняется графическими материалами, где на чертеже изображена принципиальная схема устройства.
Устройство для абразивной обработки деталей состоит из цилиндрического корпуса 1 с отверстиями 2, передней крышки 3, на которой устанавливается обрабатываемая деталь 4, задней крышки 5, кольца 6, выполненного из материала с высокой износостойкостью, например фторопласта, обеспечивающего уплотнение крышки 5 при ее вращении с деталью 4, подпружиненного днища 7 из антифрикционного материала, абразивных (абразива) зерен 8 в свободном состоянии, тарировочной пружины 9, винта 10 с нониусом 11, промежуточной втулки 12 из антифрикционного материала, стопорных винтов 13, съемного поддона 14 с отверстиями 15, бункера 16 с заслонкой.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Вначале осуществляется сборка устройства с обрабатываемой деталью 4, например, в виде лопатки турбины авиационного двигателя. Для этого деталь 4 устанавливается в прорезях передней крышки 3 и зажимается в шпинделе станка (на чертеже не показано) своей необрабатываемой частью. Затем крышка 3 с деталью 4 перемещается обрабатываемой поверхностью внутрь корпуса 1 до упора с его торцом и устанавливается по скользящей посадке с кольцом 6 из фторопласта. Задняя крышка 5 соединяется с корпусом 1 винтами (не показаны). Размер зоны обработки выбирается перемещением подпружиненного днища 7, установленного по ходовой или скользящей посадке в направлении передней крышки 3. Через бункер 16 засыпается регламентируемый технологическим процессом рабочий объем абразивных зерен 8, например электрокорунда белого с размером гранул 80-200 мкм. Подача абразивного материала в зону обработки может осуществляться также в смеси, например, с СОЖ в виде мыльно-содовых растворов или водных растворов аммиака.
Технологический процесс абразивной обработки детали осуществляется в следующей последовательности. Детали 4, закрепленной в шпинделе станка, придается вращение, которое осуществляется с реверсом: последовательно по часовой и против часовой стрелки с одинаковым временем обработки. Для придания технологически регламентируемого усилия абразивным зернам 8 на поверхность детали 4 осуществляется перемещение промежуточной втулки 12 винтом 10, которая в свою очередь, посредством пружины 9 воздействует на подпружиненное днище 7. Величина заданного перемещения промежуточной втулки 12 контролируется и корректируется по нониусу 11, а предельное перемещение днища 7 ограничивается стопорными винтами 13. Таким образом, обеспечивая заданную величину давления днища 7 на массу абразива 8, находящегося вместе с обрабатываемой деталью 4 в регулируемом замкнутом рабочем объеме, достигается равномерное воздействие зерен незакрепленного абразива 8 на всю площадь обрабатываемой сложнофасонной детали 4. Под действием центробежных сил от вращающейся детали 4 изношенные и измельченные частицы абразивных зерен 8, а также частицы снятого с детали материала перемещаются к стенкам корпуса 1. Изношенный абразив 8 удаляется из зоны обработки через отверстия 15 съемного поддона 14, диаметр которых меньше наименьшего размера рабочей фракции абразивных зерен 8, а мельчайшие частицы снимаемого с поверхности детали 4 материала выходят через отверстия 2 в верхней части корпуса 1 в зону вытяжки станка (на чертеже не показано). Для восполнения изношенного абразива 8 необходимой фракции через бункер 16 с заслонкой в рабочую зону обработки поступают новые порции абразивных зерен 8. В заслонке бункера 16 имеются отверстия диаметром меньше нижней границы размера фракции, через которые в полость постоянно или периодически подается СОЖ. Подача СОЖ производится отдельно от абразива 8 во избежание запирания отверстий смешанной пленкой жидкости с абразивом 8. Требуемая степень шероховатости и равномерность снятия поверхностного слоя обрабатываемой детали регламентируется создаваемым давлением в рабочей зоне обработки, временем обработки, оборотами вращающейся детали 4 и величиной фракции абразива 8.
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели позволяет осуществлять абразивную обработку сложнофасонных деталей с равномерным снятием поверхностного слоя по всей ее поверхности за счет организации абразивной обработки с равномерным давлением абразивных зерен на поверхность вращающейся детали, а также существенно расширить номенклатуру обрабатываемых деталей различного назначения.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для механической обработки широкой номенклатуры деталей цилиндрической, плоской и сложнофасонной формы абразивом в незакрепленной состоянии, и может быть использован в машиностроительной, авиационной, судостроительной и нефтегазовой промышленности.
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условий патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.