Установка для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки
APPARATUS FOR FINISHING-CLEANING AND HARDENING PROCESSING

Изобретение относится к отделочно-зачистной и упрочняющей обработке деталей в свободной гранулированной среде, и может быть использовано в машиностроении при безразмерной обработке деталей.
Известен галтовочный барабан (а.с. СССР №1310174, кл. В24В 31/02, 1987), содержащий установленный на станине и снабженный приводом вращения барабан со средствами для загрузки и разгрузки деталей, выполненный из секций, оси которых параллельны и совпадают с осью вращения и смонтированы в виде трех многогранников, три грани которых - многоугольники, а две другие - треугольники, соединенных боковыми четырехугольными гранями так, что одноименные ребра треугольных граней соседних многоугольников расположены под углом 90°.
Недостатком известного галтовочного барабана является сложность изготовления, недостаточные технологические возможности, недостаточная производительность.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для отделочно-упрочняющей обработки (патент РФ №2542222, кл. В24В 31/02, опубл. 20.02.2015), содержащее упруго установленный на станине со средствами для загрузки и выгрузки барабан с приводом, выполненный в виде наклонно установленного относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка барабана у средства для загрузки выполнена плоской и смонтирована под углом к оси вращения барабана, а торцевая стенка барабана у средства для разгрузки размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы, при этом по всей длине барабана, смонтирована цилиндрическая пружина волнообразной формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана, которая оборудована устройством для изменения шага витков за счет ее растяжения или сжатия.
Недостатками известного устройства для отделочно-упрочняющей обработки являются недостаточные технологические возможности и недостаточная производительность.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей и повышение производительности.
Техническое результат достигается тем, что в установке для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки, содержащей упруго установленный на станине со средствами для загрузки и выгрузки барабан с приводом, выполненный в виде наклонно установленного относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками эллиптической формы, барабан по внутреннему периметру снабжен карманами криволинейной формы, а по наружному периметру выполнен с чередующимися выступами криволинейной формы, при этом плоские торцевые стенки эллиптической формы параллельны друг другу, размещены наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения барабана, повернуты относительно друг друга на угол β и снабжены по периметру образующими в виде чередующихся выступов криволинейной формы, соответствующие форме и размерам чередующихся выступов наружного периметра поверхности барабана, причем барабан со средством для загрузки смонтирован на платформе, к которой снизу прикреплен вибратор и снабжен загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы с жестко закрепленными по их внутренним диаметрам витками прямоугольного сечения.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции малогабаритной установки для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки.
Преимущества предлагаемого изобретения заключаются в том, что:
- барабан по внутреннему периметру снабжен карманами криволинейной формы, что повышает производительность обработки, расширяет технологические возможности;
- плоские торцевые стенки эллиптической формы параллельны друг другу, размещены наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения барабана, повернуты относительно друг друга на угол β и снабжены по периметру, образующими в виде чередующихся выступов криволинейной формы, соответствующие форме и размерам чередующихся выступов наружного периметра поверхности барабана, причем барабан со средством для загрузки смонтирован на платформе, к которой снизу прикреплен вибратор, что создает колебания за счет дисбаланса масс загрузки (обрабатываемые детали и рабочие тела) и масс самого барабана, имеющего ось вращения, которая не совпадает с его осью, придает и обеспечивает одновременное воздействие этих колебаний на обрабатываемые детали и рабочие тела в трех взаимно перпендикулярных направлениях, усиливает влияние колебаний всей малогабаритной установки для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки на резинокордных пневмобаллонах на процесс отделочно-упрочняющей обработки, что расширяет технологические возможности и повышает производительность;
- снизу к платформе прикреплен вибратор, который генерирует и придает обрабатываемым деталям и рабочим телам колебания с малой амплитудой, которые накладываются на низкочастотные колебания с большой амплитудой, придаваемые обрабатываемым деталям и рабочим телам за счет дисбаланса их масс и массы самого наклонного барабана, имеющего ось вращения, которая не совпадает с его. осью. Такое совместно воздействие разных по частоте и амплитуде колебаний повышает производительность, расширяет технологические возможности;
- барабан снабжен загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы с жестко закрепленными внутри них витками прямоугольного сечения, что повышает производительность, расширяет технологические возможности;
- совместное влияние вращательного движения барабана и движущихся внутри обрабатываемых деталей и рабочих тел, и совмещение с этим движением колебаний платформы с закрепленным на ней барабаном и средством для загрузки, придает им сложное пространственное движение, что повышает производительность и расширяет технологические возможности;
- центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает не только стационарность движения обрабатываемых деталей и рабочих тел, расширяет технологические возможности, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению колебаний барабана совместно с платформой;
- совместное влияние вращательного движения барабана и движущихся внутри него с низкочастотными колебаниями с большой амплитудой обрабатываемых деталей и рабочих тел и совмещение с этими движениями колебаний платформы с закрепленным на ней барабаном, а также высокочастотных колебаний с малой амплитудой, создаваемых вибратором, придает обрабатываемым деталям и рабочим телам сложное пространственное движение, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена установка для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - барабан с загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы, с жестко закрепленными внутри них витками прямоугольного сечения, общий вид; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - барабан, наглядное изображение.
Установка для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки (фиг. 1, фиг. 2) состоит из барабана 1 с загрузочной цапфой конической формы 2 и разгрузочной цапфой конической 3, средства для загрузки 4, средства для разгрузки 5 и привода (не показано). Барабан 1 снабжен загрузочной цапфой 2 и разгрузочной цапфой 3 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 средства для загрузки 4 входит в отверстие загрузочной цапфы 2 барабана 1. Средство для загрузки 4, подшипниковые опоры 6 и 7 со смонтированным в них барабаном 1 закреплены на платформе 9. Платформа 9 подвешена на четырех пневмобаллонах 10, которые закреплены на станине 11. Для увеличения скорости продольного перемещения масс загрузки от загрузки к выгрузке установка для отделочно-упрочняющей обработки снабжена приспособлением (на чертеже не показано) для придания наклона оси вращения барабана 1 относительно горизонта. Барабан 1 со средством для загрузки 4 смонтирован на платформе 9, к которой снизу прикреплен вибратор 12 и снабжен загрузочной 2 и разгрузочной 3 цапфами конической формы, с жестко закрепленными по их внутренним диаметрам витками прямоугольного сечения 13 и 14.
Барабан 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) по внутреннему периметру снабжен карманами криволинейной формы 15, 16, 17, 18, 19, 20 (фиг. 4), а по наружному периметру выполнен с чередующими выступами криволинейной формы 21, 22, 23, 24, 25, 26 (фиг. 4), которые по размерам и форме соответствуют карманам 15, 16, 17, 18, 19, 20.
Плоские торцевые стенки 27 и 28 барабана 1 (фиг. 3) эллиптической формы параллельны друг другу, размещены наклонно под углом а к горизонтальной оси вращения барабана 1, повернуты относительно друг друга на угол β (фиг. 5) и снабжены по периметру образующими в виде чередующихся выступов криволинейной формы, соответствующие форме и размерам чередующихся выступов 21, 22, 23, 24, 25, 26 наружного периметра поверхности барабана 1. На фиг. 5 показано, что большие оси эллипсов АВ и CD повернуты относительно друг друга на угол β.
Установка для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки работает следующим образом.
При вращении барабана 1 обрабатываемые детали совместно с рабочими телами (массы загрузки) непрерывным потоком посредством средства для загрузки 4 загружаются внутрь конической загрузочной цапфы 2 и с помощью витков прямоугольного сечения 13 загружаются во вращающийся барабан 1. При вращении барабана 1 массы загрузки совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине барабана 1 в каждом поперечном сечении (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5), при этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения смещены относительно оси вращения барабана 1, что нарушает не только скорость и направление движения масс загрузки, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению низкочастотных колебаний с большой амплитудой барабана 1 совместно с платформой 9 и размещенными внутри барабана 1 обрабатываемыми деталями и рабочими телами. Включают вибратор 12, который создает высокочастотные колебания с малой амплитудой.
Совместное воздействие на обрабатываемые детали и рабочие тела высокочастотных колебаний с малой амплитудой н низкочастотных колебаний с большой амплитудой, а также нарушения скорости и направления движения масс загрузки при их встрече с карманами криволинейной формы 15, 16, 17, 18, 19, 20 повышает производительность и расширяет технологические возможности.
Массы загрузки совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как барабан 1 выполнен в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное с наложением на эти движения низкочастотных колебаний, возбуждаемых асимметричным положением барабана 1 (наклонно, относительно горизонтальной оси вращения), и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также чередующимися карманами 15, 16, 17,18, 19, 20. криволинейной формы по периметру барабана 1. В результате поток движущихся частиц масс загрузки не стационарен, а размеры и расположение активного их взаимодействия заметно меняются за время одного оборота барабана 1. В результате нарушения упорядоченности процесса движения масс загрузки, движение их становится более активным, ликвидируются зоны малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений обрабатываемых деталей и частиц рабочих тел между собой и со стенками по периметру криволинейной формы барабана 1, а также плоскими торцевыми стенками 27 и 28, что обеспечивает повышение производительности, расширение технологических возможностей. Процесс не стационарности движения масс загрузки усугубляется расположением плоских торцевых стенок 27 и 28, большие оси эллипсов АВ и CD которых повернуты относительно друг друга на угол β, что существенно меняет направление движения масс загрузки вдоль оси вращения барабана 1 и создает зоны различного давления плоских торцевых стенок 27 и 28 на массы загрузи. Поэтому массы загрузки имеют возможность под воздействием геометрического уклона барабана 1 и разности давления плоских торцевых стенок эллиптической формы 27 и 28 друг к другу и к оси вращения карманы барабана 1 не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке. Усложнению траекторий перемещений масс загрузки способствуют также карманы криволинейной формы 15, 16, 17, 18, 19, 20 по внутреннему периметру барабана 1, которые захватывают порции масс загрузки при вращении барабана 1, поднимают выше угла естественного откоса и бросают на противоположные стенки барабана 1, навстречу вращающимся карманам по периметру барабана 1, увеличивая, таким образом, частоту и энергоемкость взаимодействия обрабатываемых деталей и частиц рабочих тел, что повышает производительность и расширяет технологические возможности. Скорость перемещения масс загрузки от загрузки к выгрузке можно регулировать изменением утла наклона всей малогабаритной установки для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки. Обработанные детали и частицы рабочих тел с помощью конической разгрузочной цапфы 3 и жестко закрепленных по ее внутреннему диаметру витками прямоугольного сечения 14 выводятся в средство для разгрузки 5.
Преимущества обеспечиваются за счет того что барабан по внутреннему периметру снабжен карманами криволинейной формы, а по наружному периметру выполнен с чередующими выступами криволинейной формы, при этом плоские торцевые стенки эллиптической формы параллельны друг другу, размещены наклонно под углом α к горизонтальной оси вращения барабана, повернуты относительно друг друга на угол β и снабжены по периметру образующими в виде чередующихся выступов криволинейной формы, соответствующие форме и размерам чередующихся выступов наружного периметра поверхности барабана, причем барабан со средством для загрузки смонтирован на платформе, к которой снизу прикреплен вибратор и снабжен загрузочной и разгрузочной цапфами конической формы с жестко закрепленными по их внутренним диаметрам витками прямоугольного сечения, что позволяет повысить производительность, расширить технологические возможности за счет одновременного воздействия на массы загрузки высокочастотных колебаний с малой амплитудой и низкочастотных колебаний с большой амплитудой, а также нарушения скорости и направления движение масс загрузки при их встрече с карманами криволинейной формы.