УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к оборудованию для дробеструйной упрочняющей обработки внутренних цилиндрических поверхностей деталей и может быть использована для финишной обработки внутренних поверхностей деталей большой номенклатуры, например, валов компрессора или турбины авиационного двигателя.
Известно устройство для упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей рабочими телами (стальными шариками), содержащее полый шпиндель, несущий ускоритель, сопловой узел, включающий насадку с турбиной, оснащенной окнами-ловителями, блок форсунок, связанных посредством коаксиально расположенных каналов с установкой подачи рабочей смеси в смесительную зону насадки, и отдельно смазывающее - охлаждающей жидкости, подаваемой в блок форсунок. (см. патент РФ №2106236, кл. B24C 1/10, 1998 г.).
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что его использование обеспечивает обработку внутренних поверхностей цилиндров, включая граничные участки их торцов, однако не позволяет обработать локальную зону, не затрагивая остальные, что значительно сокращает его область применения.
Наиболее близким аналогом является устройство для упрочняющей обработки внутренних поверхностей изделий (см. патент РФ №2176184, кл. B24C 1/00, 1999 г.), содержащее установленную на полом шпинделе дробеструйную головку с осевым каналом, снизу закрытым фланцем. В дробеструйной головке образована турбина, ребра которой подведены к соплам, выполненным на корпусе головки.
Хвостовик головки фиксируется в крепежном устройстве с помощью упругих шариковых фиксаторов. Для исключения ударных воздействий на головку на ее верхнюю часть установлена упругая шайба.
В процессе работы устройства суспензия, поступающая через шпиндель на ребра турбины, через головку, выбрасывает из нее рабочие тела (дробь) в окна сопел с ребер турбины на обрабатываемую поверхность.
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что оно весьма эффективно при сплошной обработке внутренних поверхностей, но при наличии зон, не подлежащих обработке, чередующихся с зонами, подлежащими обработке, его применение неэффективно из-за неизбежности попадания рабочих тел на участки, не подлежащие обработке. Кроме того, длинномерная и ступенчатая поверхность валов затрудняет окончательную обработку (шлифовку, полировку) упрочненных поверхностей.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности упрочняющей обработки внутренних поверхностей. Это достигается проведением дробеструйного упрочнения с обеспечением заданных границ между подлежащими и неподлежащими упрочнению зонами изделия. При этом осуществляется их предварительная очистка, при необходимости, окончательная полировка за одну установку изделия.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве для упрочняющей обработки внутренних поверхностей изделий, содержащем полый вал с заглушкой по его торцу, выполненные по образующей вала пазы, установленную на валу дробеструйную головка для подачи рабочих тел через пазы на обрабатываемую поверхность, новым является то, что на валу с двух сторон относительно дробеструйной головки установлены передний и задний экраны, выполненные из эластичного материала, причем экраны установлены на валу с возможностью осевого перемещения по валу и фиксации в заданном положении. При этом, на переднем экране, выполнены сквозные пазы, предназначенные для отвода рабочих тел из зоны обработки, а на образующей заднего экрана нанесена шлифовальная или полировальная паста.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлено устройство для упрочняющей обработки внутренних поверхностей изделий, осевой разрез.
Устройство для упрочняющей обработки внутренних поверхностей изделий содержит размещаемый в полости обрабатываемого изделия 1 полый вал 2 с заглушкой 3 на его торце. По образующей вала 2 на одном уровне выполнены пазы 4. Заглушка 3 выполнена в виде стакана, дно которого расположено на нижнем (в плоскости чертежа) уровне среза пазов. На валу закреплена дробеструйная головка 5. Головка 5 выполнена в виде двух крышек 6 и 7, между которыми размещены лопасти 8.
С двух сторон относительно головки 5 на валу 1 установлены экраны 9 и 10. Экран 9, расположенный ближе к заглушенному торцу вала 1, является передним, а другой 10 - задним. Наиболее целесообразно экраны устанавливать с возможностью их перемещения по валу и фиксации элементами 11 в заданном положении.
Передний экран 9 выполняют, как правило, из эластичного материала и его наружный диаметр меньше диаметра отверстия обрабатываемого изделия на размер, не более двух диаметров рабочего тела. Для бесперебойного удаления рабочих тел из зоны обработки на экране могут быть выполнены сквозные прорези (не показаны), шириной не менее 2,5 диаметров рабочего тела.
Задний экран 10 выполняют из эластичного материала и его наружный диаметр примерно равен диаметру отверстия обрабатываемого изделия. На образующую экрана 10 может быть нанесен слой абразива или полирующей пасты.
Устройство для упрочняющей обработки внутренних поверхностей изделий работает следующим образом.
Устройство монтируют на стандартной дробеструйной установке. Подлежащее обработке изделие 1 устанавливают вертикально.
На вал 2 устанавливают экраны 9 и 10 необходимого диаметра и фиксируют на валу в заданном положении (расстояние между экранами локализует зону обработки).
Вал 2 устройства скрепляют с механизмом подачи рабочих тел дробеструйной установки. Данный механизм имеет возможность вращения и осевого перемещения посредством приводов (не показаны).
Перемещают устройство в полость подлежащего обработке изделия и выставляют его в заданном положении относительно обрабатываемой поверхности таким образом, чтобы экраны 9 и 10 перекрывали полностью обрабатываемую зону. При необходимости включают вращение вала и/или обрабатываемого изделия и включают подачу рабочих тел (шариков).
В процессе работы устройства рабочие тела от дробеструйной установки поступают в полость вала 2 и через пазы 4 на лопасти 8 и ударяются о поверхность изделия, обрабатывая (упрочняя) ее. Удаление рабочих тел из зоны обработки осуществляется через зазор между экраном 9 и внутренней поверхностью изделия и через прорези (при их наличии) на экране 9 и вновь подаются в полость вала 2.
По окончании дробеструйной обработки отключают подачу рабочих тел и включают осевое возвратно-поступательное перемещение устройства, задавая ему ход, при котором экран 10 проходит через всю рабочую зону, что обеспечивает зачистку или полирование (в зависимости от состава, нанесенного на образующую экрана 10) обработанной поверхности.
В случае необходимости обработки на одном изделии нескольких поясков, осуществляется перемещение устройства и установка его в положение, при котором экраны 9 и 10 перекрывают зону обработки изделия. Далее цикл обработки повторяется аналогично приведенному выше.