Способ термического удаления заусенцев

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОБРЕТЕН ИОАН 7 ЕПЬСТ СКОМУ СВИ Бюл. 9 37Т.К.Грабик,Е,Панков,Е,Г.Попов34,0548.096(088,8)свидетельство СССР23 К 28/00, 1978ъ(54) СПО ЗАУСЕНЦЕ (57) Изо машиностзастненужных носится к областиименно к технологи облоя и прочих изделий, получаретение о ения, а аусенце выступо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) АвторскоеР 742082, кл. ОБ ТЕР 1 ЯЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ БО 1428538 А 1(51)4 В 23 К 7/06 28/О ему механической обработкой и ли". тьем. Цель - повышение качества за счет удаления заусенцев в узких зазорах. Количество изделий, обрабатываемых эа одну загрузку, согласуют с объемом камеры, в которой производится обработка термическим методом таким образом, чтобы отношение объема оставшихся для горючей смеси со" общающихся полостей к суммарной поверхности изделий и камеры находилось в пределах К = (12)-10м 1, При этом объемную калорийность горючей смеси о подбирают в зависимости от материала в пределах диапазона, подсчитанного из выражения ц = (17)/ /К ИДж/м 3, 4 э.п. ф-лы, 5 табл.Изобретение относится к машиностроению,в частностик технологии зачисткизаусенцев,облоя и прочих ненужных выступов сизделий,получаемых механической обработкой, литьем под давлением.5Цельизобретения - повышение качества обрабатываемых изделий засчет гарантированного удаления заусенцев в узких зазорах, снижение расхода горючей смеси, уменьшение пожароопасности и уровня шума.Способ осуществляют следующимобразом,В процессе загрузки камеры изделйями заполняют все доступное прост"ранство камеры,обеспечивая такуюплотность заполнения, при которойотношение полного объема оставшихсядля горючей смеси сообщающихся полостей к суммарной поверхности изделийи камеры К находится в определенныхпределах, а именно К = (12)ф 10 2 м,где величина К - по своей физическойсути есть средняя толщина газовой 25прослойки над обрабатываемой поверхностью. Если эта толщина в пределах12 см, заусенцы на наружной поверхности и в узких зазорах деталиудаляются полностью, без существенного изменения микроструктуры или повреждения детали,. Если же средняятолщина газовой прослойки над поверхностью детали меньше 1 см, удалитьзаусенцы удается только ценой чрезмерного увеличения калорийности сме 35сИ, тогда происходит существенноеизменение микроструктуры, появляютсямнкротрещины. А если эта толщинабольше 2 см, то никаким подбором смеси не удалить заусенцы в узких зазорах детали беэ оплавления ее наружных кромок и выступов. Таким образом,если удовлетворено условие К =(12) .10м, не имеет значениясколько деталей, каких размеров и вкакой камере обрабатывается. Величи-на К содержит в себе, по определению,поверхности и объемы деталей и камеры, связанные с их размерами и ко 50личеством.Для проведения процесса используютгорючую смесь с повышенной объемной ка(17) ЬЩж/м 2лорийностью с 1 = -- , ---- , онределяемой плотностью заполнения.55При таком заполнении камеры иэделиями продукты взрыва быстро охлаждаются, уменьшаются пой:ароопасность и шум при выхлопе, а колебания раскаленного газа, возникающие послевзрыва смеси, затухают в течение10 - 10с. Поэтому интенсивныйпрогрев изделий через 10-10 2 спрактически прекращается, и окисление поверхности,термическое коробление изделий снижаются. Если плотность заполнения камеры меньше рекомендуемой (К210 " м), колебания раскаленного газа затухают мед"леннее 10с, что приводит либо кчрезмерному оплавлению наружных кромок, окислению и короблению издельй,либо (при снижении калорийности горючей смеси) к неполному удалениюзаусенцев в узких каналах внутриизделий сложной формы Если плотностьзаполнения больше рекомендуемой(К с 10" м), колебания раскаленногогаза затухают быстрее 10 э с, и заусенцы на изделиях (раскаленного газазатухают) удаляются лишь частично,а повышению калорийности смеси сопутствуют, помимо выгорания заусенцев, нежелательные изменения микроструктуры поверхностного слоя изделия, шероховатые прижоги, механические повреждения,При обработке по предлагаемомуспособу изделий иэ различных металлови сплавов, резин и термопластов оптимальная калорийность смеси ц =(17) йЩж/мзависит от плотносКти заполнения камеры и оказывается (при прочих равных условиях) в 1,2-3 раза выше, чем по известным способам обработки одного или нескольких иэделий, занимающих малую часть обьема камеры, Однако затраты энергии и количество горючей смеси в расчете на одно изделие при таком способе обработки уменьшается в 3"10 раэ, Установлено, что оптимальными. являются,2) РДк/м 2а"-"- резин и термопласт; в Бслн калорийност.-. смеси нажеоптимальноЯ, заусенцы в узких заэорах углублениях полно тью нз удаля 1428538ются, Если же калорийность превышаетуказанные значения, появляется нежелательные изменения микроструктурыповерхностного слоя изделий, шероховатые прижоги, механические повреж 5дення.Эти выводы сделаны на основаниииспытаний, в которых калориметрическим методом измеряют энергию взрываЕ и объемную калорийность горючейсмеси ц микрофонным датчиком регистрируют амплитуду и длительность колебаний раскаленного газа в камере, спомощью ионизационных датчиков опре- .15деляют скорость детонации смеси,Объем камеры Ч и ее внутренняя поверхность Б, собственный объем чи:поверхность з изделия с заусенцаминаходят геометрически а также Вы 20теснением жидкости в мензурке. Отношение полного объема сообщающихсяполостей (Ч-У,п) к суммарной поверх ности (Б +и) изделий и камерыварьируют в пределах 25К = - -" - = (085323) 10 иЧ- Уи5+пгде и - количество изделий в камере,Испытания проводят в трех различных камерах: Ч = 3 л и Б =" 1200 см;Ч = 11 л и Б = 4400 см"; Ч = 25 ли Б = 500 см . В камеру подают.сжатую смесь кислорода с водородом,пропаном или ацетиленом. Их действиеслабо зависит от состава и определя 35ется преимущественно объемной калорийностью и. По данным измерений ирасчетов для стехиометрических смесей 2 Н + Оц 9,86 Рр МДж/мдляСН + 5 Осц = 1775 Ро МДж/м, дляСИ + 2,5 Оц = 17,11 РЦДж/мгдеР - давление сжатой смеси, ата. Прииспытаниях используют и нестехиометрические смеси,П р и м е р 1. Все пространство 45. камер объемом Ч = 3 и 11 л заполняютравномерно, навалом силуминовыми отливками сложной формы с ч = 15,1 сми Б = 30 см, Плотность заполненияварьируют за счет удаления или сох"ранения литников, Для сравнения обрабатывают одиночную отливку и отливки в дырчатом стакане,Результаты обработки смесямиразличной калорийности приведеныв табл. 1,П р и м е р 2, Все пространствокамеры объемом Ч = 3 л заполняют рав,номерно навалом силумщовыми отлив кгмн в виде крючков с ч = 1,1 см, э = 3 см и гаек с ч = 0,6 см, э = 2 см. Плотность заполнения 55 варьируют эа счет удаления или сохранения литников, утряской, Длясравнения обрабатывают одиночныеотливки и отливки в дырчатом стакане,а также отливки, плотно уложенные повсему пространству камеры,Результаты обработки смесямиразличной калорийности приведены втабл, 2.П р и м е р 3, Все пространствокмеры объемом Ч = 3 л заполняют равномерно, навалом деталями из цинкового сплава ЦАИимевшими кромкии отверстия диаметром 2 мм с наружными и внутренними заусенцами ч == 8,9 смэ и з = 15 см. Плотностьзаполнения уменьшают, добавляя к деталям стальные пружины с ч = 0,3 сми з = 6 см . Для сравнения обрабатывают одиночную деталь и детали вдырчатом стакане, а также плотно улоФженные по всему пространству камерыдетали,Результаты отработки смесямиразличной калорийности приведеныв табл, 3.П р и м е р 4, В камеры объемомЧ = 25, 11 н 3 л помещают стальныезубчатые колеса с ч = 148 смэ200 см, насаженные на стержень.Плотность заполнения и равномерностьраспределения колес по пространствукамер варьируют изменением толщиныкольцеобразных прокладок, разделявшихколеса на стержне,Результаты обработки смесями различной калорийности приведены втабл. 4П р н м е р 5. Все пространствокамеры объемом Ч = 3 л заполняют равномерно навалом резиновыми кольцамис ч = 3 см и з = 9 см, соединеннымимежду собой в пакеты тонкой пленкой,подлежащей удалению, Для сравненияобрабатывают одиночные и плотно уло-,женные пакеты,Результаты обработки смесями различной калорийности приведены втабл. 5.Анализ данных (табл. 1-5) показывает, что. при равномерном распреде;,ленни изделий по всему пространствукамеры с плотностью заполнения, соответствующей. К = 12) 10 -" м, ииспользовании смесей с калорийностью(следовательно, и горючей смеси) наобработку одного изделия Е/и относительно мал.Аналогичные результаты полученыи на других материалах - сплавахмеди, титана, термопластах. Еслиплотность заполнения находится вгех же пределах - К = (12) 10" м,но изделия распределены по пространству камеры неравномерно, качествообработки снижается. Увеличение плотности заполнения (К10" м) хотя иведет к дальнейшему снижению затратэнергии, однако при этом появляютсятрещины, шероховатые .прижоги, нежелательные изменения структуры поверхностного слоя. При меньших плотностях заполнения (К 7 2 ф 10м) ника"кой подбор горючей смеси не позволяетудалять заусенцы одновременно на наружной поверхности изделий и внутриузких отверстий, углублений причемрасход энергии на обработку изделийВозрастает,Испытания разнообразных,цеталеймашиностроения (всего более 200 наИменований) показывают, что приразмещении их по всему пространствукамеры навалом, внасыпную практически всегда обеспечиваются равномерность и рекомендуемая плотностьзаполнения камеры. Это упрощаетзагрузку камеры (по сравнению с существующей практикой размещения каждой детали поштучно вручную, зачастую, с закреплением ее), благоприятствует применению высокопроизводительных установок с камерами большогообъема, Опасения, что ь местах соприкосновения деталей заусенцы неудаляются а вследствие подвижекдеталей появляются следы ударовпри испытаниях не подтвердились,Загрузка внасыпную приемлема не для всех деталей. Так, требуемое распределение зубчатых колес достигнуто равномерным расположением их на стержне вдоль оси цилиндрической ка 28538 25 30 Зб 40 6меры. Испытания деталей машиностроения более 200 наименований показало,что лишь в двух случаях (зубчатыеколеса, близкие по диаметру к камере,и корпусные детали с внутреннейполостью диаметром более 50 мм) загрузка внасыпную не обеспечиваетравномерность и рекомендуемую плотность заполнения камеры. Однако и вподобных случаях есть Выход - сов-"местная обработка таких деталеи сдругими:, размеры которых малы посравнению с внутренними размерамикамеры. Даже если одну деталь, сравнимую по размерам с камерой, можнорасположить равноудаленно от стеноктак, что указанные соотношения объемов и поверхностей дЕтали и камерывыполняются, то улучшается качествообработки,Э о р м у л а и э обретения 1, Способ термического удаления заусенцев, при котором изделие загружают в камеру, преимущественно внасыпную заполняют камеру горячей смесью с требуемой для Обрабатываемого материала объемной калорийностью, поджигают ее и Осуществляют ;жигание заусенцев эа счет проникновения раскаленных газов в сообщающиеся полости, образовавшиеся между поверхностями иэделкй, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества обработки изделий и снижения расхода смеси, количество загружаемьгх в камеру кон" кретных иэделий согласуют с рабочим объемом камеры, для чего предварительно определяют полный объем сообщающихся полостей 7 и суь:марную поверхность загруженных в камеру изделий и оамой камеры Б при разном их количестве, ,просчитывают Отношение Ч / Я = К и количество иэделий, для которых К =(12)х х 10", м, пр; этом для Обработк:. используют Горючую смесь с повыеенной Объемной калорийностью 1=(1,.7)/ /К, МДж/м, Выбирая в гределах этого диапазона В зазиснмости От материала Обрабатываемых изделий.2, Способ по и, 1, с " и ч а юш и й с я тем, что прн Обработке снлавов железа и сплавов меди испОЛь эуют горючук смесь с бъемной кало- рийностью= (5); К, МДж/м14285383. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для сплавов к алюминия используют смеси с объемной калорийностью ц = (35)/К, МДж/мз . щ5 Таблнда 1 16 1 отлнвха в центре хвнеры 260 фО"2,601 О Э,лений соврав Рву бВлой внутри углублений чвстнчнсохравнпся, иарувные хронхнренерио одпавлены Э,85 48 щи 4 З.Ю. 4 З 1 О 0,441 облай внутри углубденнй сох 59 Облой внутря углублесохранился иарувныенерио аплавлены 4 частично нхн чрез 530 4,Э 8 8 отлввох в дырч станине г,э 5 1 о далек частичнодвп генон стаханв,гог лнз 178 То хв148 еиа 35 10 Облой удалвблизи стсплавлены частично,. хронхн х стаханв чрезиерио,05 Э 178 Оспой мествблизи стеоппавлены 05 "1 О-з сохраннлсстаханв чр рно З 6 1,97 Ю 48 В 67 отливов с лнтннхва внасыпиун псл валера.1,97 1 ООблой удален,схругпенне кроиОблайо плавя оиерное ннх О,ОЭЭ 4,О 23 1;9710 удален хроихн чрезиерпо рны, верохаватыс прнхогн 037 4 67 Облой удален, хроих оплвзлены, нероховаты тре дины9710 езыернопвогн,042,27 3 355 1,23 1 о лой удален равноиернРугленне хренах о 1,гэ О З 414 -фблай удвле и опп ны О,ОЗ 9 о 4. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что для сплавов й р н н в ч а н и е. Нагорная обрабатпвеапс дателе зинка используют смеси с объемнойалорийностью ц = (23) /К, МДж/мз .5. Способ по п. 1, о т л и ч а ющи й с я тем, что для резин итермопластов используют смеси собъемной калорийностью ц=(12)/КИдж/мз,вне ство обработкя ален, в изгибся 2,50 10 С гайки.облайкрючка сохренил ливке в центре квиеры 0,35 94 В То не 50 1 О В изгибе кроосяился, местам нчно сохраоплавления чре амер том стахан 48 20 гав 10 ф 48 20 крочк 206 10атон птвк 2 ирочка с лнтннквми,насыпную вся вмерз 981 О" 2,93 3,52 4,69 О, 010 1 98 О 78 То ае лой удален,004 Облай удален частично 65 тряск,012 3,й уделен 0,019 53 4,5 020 ОО 04 13 треники 12 гаем, плотно 891 О" Облой удален частио 513 евх деталей - силумин. не Е/и 1 Дхиздел. рвметры (У 3 л Качество обработки 46 10 0,239 1,97 80 отверстияхромки чрез Заусенцы на рувимЗаусенцы ентре камеры сох в нлнсь, велены етвль но 026 1,дырчатом стакане 2, 16 О -" т ные крома стаканаотверстиях72 1,74 О20 деталей н 20 лФувннвнасыпную нся камере 9 Заусенцы сохрвнип 2,0,О 17 20 деталей и 20 прунинвнасыпную вся камера сенцы удалены 18 1,74 1 5,02 оскруглениа удал Заусенцы,10 0,02 8 1,74 Ов и чрезиер Заусенцы удалены, кр оплавлены 0,008 45 10 Заусен анилнсь встично 41 детвль, внасыпн камера 95215,14510 вле ц 2,5 О,О Заусе хромо 10 рослругланне Упит ны м 4 деталь внесыпнуюкемере 7 и е ч в в и е. Материал об 1,90 101 42101,4210 1,42 101,42 1 О 104 1 О ф 1,04 Оф 104 10 Облай удален.вблизи стенок стакана 0,02 плавления крючквх внутри стакане обпой удв,022 н частично, вблизи стенок стахвнерезиерные оплавления лой удален почти полностью Облай удален кроики схругле Облай уделен, чрезмерные оплавления лой удален почти пойест ой удален кромки скругленОблай удален, чрезмерные оппав лой уделен почти полно Облай уделен, верохозатые кроикокруглены Облай удален, шероховатае прта лой уделен, микроскруглениа лой удален иикротреияыв отверстиях на деталяхазана сохранились наруп-и на деталях вблизи стенокрезмерно олпавлены1428538 Исходные параметры (Ч3 л 7 Качество обработки Пример К и 207 Та ве10 О,О 1 З З,ОО Заусенцы удалены, кромки скруглеиы 0,015 3,43 ч 237 Заусенцы удалены, кромки скругленыместамн Заусенцы частична сохранились 0,006 1,97 1,11 1 ОТа яе 203 13 1,11 10 0,0077 2,30 Заусенцы удалены ннкраскругленнекранах 11 О . ч 266 14 0,0099 296 Заусенцы удалены, кромки скруглевы Заусенцы удалены, верохаватыеприкогн, трещины 296 5 0,011 3,29 1, 1 100,0017 2,68. Заусенцы удалены частично, микро- трещнны 76 деталей, плотно улакены 0,9710 ф 16 296 П р и и е ч а и и . Материал обрабвтываеах деталей - цинковый сглаз БА 1-4.а б л н ц а 4 Качество обработким 1 25 237 Сохранились заусенцы, принятыек детали 1 деталь э центре канеры 3,23 10 5,900 7,65 Заусеяцы удалены, михроструктура 7,360верник зубьев измбнеа 2 25 296 То яе 323 10 з 955 3 1,2,З 7 1 О.з Сохранились заусенцы, прияатые к 2,560металлу 5,61 7,00 4 11 296 Заусенцы удалены, ъахроструктура 3,220перзнн зубьев мзменева 2,37 Заусенцы удалены частична, микро,853структчра верннн зубьев чзменева м 2,06 АЙ 0,6 25 237 Сохранипсь заусенцы, пркаатые к 0,261детали 1 О 4,53 7 25 266 1,9110 з Заусенцы удалены, изменения микроструктуры прахтнческм отсутствукгг То яе. 0,293 679 0,390 Заусенцы удалены, кромхи схруглены,незначительные изменения михроструктуры вдоль кромакз 8 25 355 91:1 ОЗаусенцы скруглепы, кракя чрезмерно 0,424сплавлены изменения мароструктурывдоль крамок значительны з 91,10 7,35 Заусенцы удалены, оплавленит кромоки изменения микроструктуры нестаинзначительны 0390бъ 79 1 9.10 а 1 О 4,79 Заусенцы удалены почти полностью,0,310 47 1 Оз Заусенцы удалены, микроскругленне0338кромак 5 21 14710 з 355 То ве 12 474 6,95 1,47 1 ОзЗаусенцы удалены, кромхн схруглеяы, 0,45вдоль храмов неэначителънме изменения аасроструктуры 13 7,39 Заусенцы удалены кромхи чрезмерно 0,480, оплавлены изиеяения микроструктурыповерхности значительны 7 47 1 О-з 503 4 0,451 6,95 1,4710На одних деталях заусенцы удаленычастично, иа других - чрезмерные оплавления и изменения структуры Заусенцы удалены частично, взва,23 4,85 чительные изменения микроструктуры 1,02-10 ф о "ф ЗаполнениеЬ 5 деталей, внасыпнум сутряской нся камера 20 деталей распределеныравномерно 925385 20 деталей распределеныравномерно 355 20 деталей расцределеиы неравномерно 325 10 деталей распределены равнонерно 15474 0 деталей распределенынеравномерно 474 5 деталей распределены равномерно1,45 10 д1,45 1 О гЛродол 7 кение табл,З