Сопло для абразивной обработки внутренних поверхностей деталей

/04 я)5 В 2 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и каналов бол метра. Цель производите ботки, Сопло рическую внутренней полнены вин ющий конф центральным диаметр кот тельский институтции производства . нияО 2 Нс соответственно диаметр и длина выго отверстия; а - угол наклона обраей конической поверхности орного участка к продольной оси со= 25-55 ); и - число винтовых канавок(54) СОПЛО ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к абразивоструйной обработке изделий, в частности ксоплам для струйной обработки отверстий ьшой длины и малого диаизобретения - повышение льности и качества обрасодержит полую цилиндрабочую часть 1, на поверхности которой вытовые канавки и направляузорный участок 2 с выпускным отверстием 3, орого определен из соотно 1800 т 9 а+ 0,22(1+1/за ), гдеИзобретение относится к абразивост-руйной обработки деталей, в частности ксоплам для струйной обработки отверстий иканалов преимущественно большой длиныи малого диаметра,Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки глубоких отверстий малого диаметра,На фиг. 1 изображено сопло, продольный разрез; на фиг, 2 - расчетная схема размещения абразивных частиц в выпускном отверстии на срезе сопла.Сопло содержит полую цилиндрическую рабочую 1 и направляющий конфузорный конический участок 2 с центральным выпускным отверстием 3. На внутренней поверхности рабочей части сопла выполнены винтовые канавки 4, полученные, например, путем накатки многозаходных винтовых рифтов на трубчатой заготовке.Для обеспечения надежной эксплуата- ции сопла при абразивной обработке глубоких отверстий малого диаметра (до 3 мм), необходимо определить минимально возможный диаметр выпускного отверстия 3, обеспечивающий наибольшую скорость энергоносителя, а следовательно, максимально возможную эффективность обработки, как по производительности, так и качеству обработки поверхности.При выходе абразивных частиц 5 из со- пла наименьшее расстояние между частицами будет в плоскости среза сопла, т.е. в в ыход ной части вы пускно го отверстия 3. Предположив, что в этой плоскости одновременно окажутся и частиц (фиг 2), транспортируемых энергоносителем по каждой из и винтовых канавок 4, определим минимальный диаметр О выпускного отверстия 3, Для исключения заклинивания этих частиц в выпускном отверстии 3 и их взаимного воздействия друг на друга необходимо, чтобы минимальный диаметр О выпускного отверстия в срезе сопла был больше диаметра О 1 окружности, описанной вокруг и абразивных частиц 5 диаметром б, уложенных вплотную друг к другу симметрично относительно центра выпускного. отверстия 3 (см. фиг. 2).В этом случаеО2(В + 0,5 б),где05 о 05 о (2)- зпзппПоставляя выражение (2) в (1), получим(3) С учетом максимального допуска на средний диаметр абразивных частиц (0,5 б) и величины диаметра частиц, в качестве которых используется металлическая дробь или стеклянные шарики диаметром 0,1- 0,2 мм, при условии, что частицы с максимальным диаметром одновременно окажутся в выпускном отверстии на срезе сопла, получим 180015 О 0,22 (1 +1/зп ).(4) Однако с учетом того, что для повышения срока эксплуатации и технологичности сопла, выпускное отверстие 3 направляющего участка 2 выполняют с цилиндрической частью б (фиг. 3) длиной Н, зависящей от свойств абразивных частиц и материала сопла, выражение (4) окончательно примет О2 Нстц а+ 0,22 (1 + 1/зп ),1800 п(5) 30 где О, Н - соответственно диаметр и длина выпускного отверстия 3;а - угол наклона образующей конической поверхйости конфузорного.участка 4 к продольной оси сопла (а = 25-55 );и - число винтовых канавок (и = 2-6).По опытным данным, если а250, частицы абразива теряют скорость, так как им 40 приходится проходить слишком длинныипуть до обрабатываемой поверхности. При а55 скорость частиц на выходе из сопла недостаточно высокая, так как при увеличении а необходимо увеличить и диаметр О 45 выпускного отверстия 3, При такой скоростиснижается качество обработки.Чем больше п, тем более равномернораспределение частиц абразива в потоке.Но при и 6 длина сопла увеличивается, так 50 как необходимо выполнить канавки с достаточным числом витков для закручивания частиц, При и 2 не достигается равномерное распределение частиц абразива в потоке, Следовательно выбор числа винтовых кана вок 4 зависит от геометрических параметров и технологического назначения сопла (упрочнение,очистка, притупление кромок и т.п.). При этом длина цилиндрической рабо чей части сопла с винтовыми канавками должна быть не менее 10 шагов винтовойканавки, что необходимо для закручиванияабразивной смеси,Работа сопла осуществляется следующим образом.СмесЬ абразивных частиц 5 и энергоносителя под давлением поступает на входцилиндрической рабочей части 1. При прохождении по винтовым канавкам 44 абразивная смесь начинает закручиваться,причем постепенно за счет трения между 10слоями абразивной смеси во вращение вовлекается весь поток,Абразивные части 5, попав поддействием центробежных сил в винтовые канавки 4,движутоя дальше по их поверхности до соприкосновения с конической поверхностьюнаправляющего участка 2, не сталкиваясьмежду собой и не теряя направления, Этоприводит к тому, что частицы 5 абразива привыходе на поверхность направляющего конического участка 2 уже распределены впотоке по заданному закону. Дальше частицы 5 абразива движутся по поверхности конуса к выпускному отверстию 3, Так какдвижение частиц происходит под действием энергоносителя и сил инерции по спиральной траектории, то они вылетают изсопла по касательной к окружности выпусного отверстия 3, образуя струю в формеполого конуса. 30Предлагаемое сопла позволяет создатьпоток абразивных частиц, скорости которыхв 5-15 раз больше, чем у сопл без винтовыхканавок, в результате чего достигается высокое качество и производительность обработки поверхности, Кроме того, конструкция предлагаемого сопла проста и технологична даже при изготовлении сопл диаметром менее 5 мм, что дает возможность использовать их при обработке глубоких канатов малых диаметров.Формула изобретенияСопло для абразивной обработки внутренних поверхностей деталей, содержащее цилиндрическую рабочую часть и направляющий конфузорный участок с центральным выпускным отверстием, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки глубоких отверстий малого диаметра, на внутренней поверхности цилиндрической части сопла выполнены винтовые канавки, а диаметр выпускного отверстия его направляющего участка выбран по формулеО2 Н стда+ 022 (1+ 1/з 1 п ),180 и где О, Н - соответственно, диаметр и длина выпускного отверстия направляющего конфузорного участка сопла;а - угол наклона образующей конической поверхности конфузорного участка к продольной оси сопла (а= 25-55 );и - число винтовых канавок (п = 2-6).