Способ обработки деталей и устройство для его осуществления

(5)5 В 24 В ИСАНИ ОБРЕТЕ ВТОРСКОМУ СВ ЛЬСТ зке переносическому пеОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(71) Пензенский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 992172, кл. В 24 В 31/104, 1980,(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к финишной обработке деталей уплотненным шлифматериалом в контейнерах с планетарным Изобретение относится к отделочно-зачистным методам абразивной обработки и может быть использовано при шлифовании, полировании, снятии заусенцев и зачистке деталей, преимущественно сложной формы в машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности,Целью изобретения является повышение качества и производительности отделочно-зачистной обработки деталей.На фиг.1 приведена схема осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - то же, вид сверху с траекторией скользящего слоя; на фиг.З - устройство для осуществления предлагаемого способа, общий вид; на фиг.4 - разрез А - А на фиг.3; на фиг,5 - разрез Б - Б на фиг,З; на фиг,6 - схема движения рабочей загрузки при дополнительном переносном вращении барабана; на фиг.7 - то же, вид сверху с геометрическими параметрами уплотненной рабочей загрузки.Способ обработки осуществляют следующим образом,вращением, С целью интенсификации обГл ботки, повышения качества понерхнгст н деталей и повышения производительности контейнеру сообщают дополнительное переносное вращение в плоскости, перпендикулярной плоскости плане 1 арногп вращения контейнера, Скорости вран.,ч регламентируют граничными условиямп оГ- разования спиралевидного пространственного скользящего слоя. В устройстве для реализации способа роторы планетарного механизма располагают симметрично отно. сительно оси переносного вращения, 2 с.п, ф-лы, 7 ил,В контейнеры 1 (фиг,1), смонтированные в гнездах ротора 2, загружают обраб- тывающую среду и детали 3, подлежащ:1 е обработке, при степени заполнения обьемз контейнера ) = 50 - 80;,Контейнеры закрывают и сообщают им планетарное движение со скоростью в 1 нок руг оси 4 вращения ротора и скоростью вз вокруг собственной оси 5, С выдержкой времени 2-3 с, необходимой для уплотн- ния рабочей загрузки на периферии кон г инеров (фиг,2), сообщают рабочеи зару,1 кг переносное вращение с углапи скоростью со 2 вокруг оси 6, перпендикулярной оси 4 вращения ротора 2.При планетарном движении контейнеров на поверхности уплотненной рабочей загрузки формируется скользящий слой из обрабатываемых деталей и гранул шлифовального материала с плоской 1 раек 9 орпей движения частиц (фиг,2),Сообщение рабочей загруного вращения приводит к цикл1627382 ремещению всей уплотненной массы рабочей загрузки вдоль оси контейнера, приэтом скользящий слой уплотненной рабочейзагрузки будет перемещаться по пространственной спиралевидной траектории (фиг.1 5и б),Переносное вращение со скоростью вгсоздает одинаковые условия для обработкивсех деталей, находящихся в контейнере,устраняет застойные эоны в центре рабочей 10загрузки и у торцовых стенок контейнеров,а вследствие направленного знакопеременного движения рабочей загрузки вдоль осиконтейнера гранулы обрабатывающей среды создают необходимое для обработки 15контактное давление на всех участках фасонного профиля деталей. Кроме того, направленное движение рабочей загрузки иплавное циклическое перемещение ее по20=Л3фи =т + 19- р 1. - ,11 Ао фмвкс = рл - агс 9 ц + --- у,г 9 = л - агс 9 вг гг + 2 йг в 1 г 1 - 2 вг вз гз +. 9 в 1 г 1 + вз гз - 2 в 1 вз гзПри соблюдении этого условия . конейнере формируется скользящий слой рабочей загрузки со стабильной спиралевидной траекторией движения. При нарушении мого условия, например значении угла 3 меньшем мин и большем Рмакс при верхнем и нижнем положении ротора с контейнерами соответственно, у торцовых стенок возникают застойные зоны, в которых частицы рабочей загрузки движутся по кольцевой траектогде в 1, вз - угловые скорости рабочей звгрузки контейнера в планетарном движении вокруг оси ротора и вокруг собственной оси соответственно;вг - угловая скорость переноснв о вращения рабочей загрузки;г 1, гг, гз - конструктивные параметры (см. фиг.1);9 - ускорение силы тяжести;л - угол в радианах.Знак "плюс" принимают при определении угла Р для крайнего нижнего положения рабочей загрузки с контейнерами, а знак "минус" - для верхнего положения загрузки с контейнером (см. фиг.6).В зависимости от состава Обрабатывающей среды и жесткости обрабатываемых деталей можно в определенных пределах 25 30 35 длине контейнера увеличивает скорость относительного перемещения гранул обрабатывающей среды и поверхностей дегалей, а также приводит к возрастанию контактного давления гранул шлифовального материала на обрабатываемые поверхности, Поэтому повышают качественные характеристики обработанных деталей вследствие интенсивного снижения шероховатости поверхности и повышения микротвердости поверхности слоя, а также интенсифицируется процесс обработки эа счет более быстрого удаления неровностей исходной поверхности,Скорость дополнительного переносного движения рабочей загрузки регламентируют таким образом, чтобы поодольное смещение поверхности рабочей загрузки относительно оси контейнера ограничивалось углом от рии, вращаясь синхронно со стенкой барабана, Это приводит к дестабилизации движения скользящего слоя в целом и снижению эффективности обработки, так как в застойной зоне обработка деталей практически прекращается.Величина угла наклона уплотненной рабочей загрузки зависит от режимов обработки и конструктивных параметров устройства и можег быть определена по выражению варьировать режимами обработки, используя приведенное соотношение.Величину угловой скорости переносного вращения вг следует определять таким образом, чтобы при принятых режимах обработки в 1 и вз в конструктивных параметрах устройства выполнялось условие циклического изменения угла наклона уплотненной загрузки относительно оси контейнера от Вмин до /Змакс При этОм будет достигаться достаточно высокая эффективность и повышаться качество обработки,Предлагаемый способ осуществляется посредством устройства, содержащего раму 7 (фиг.3), в опорах 8 которой установлена траверса 9, а в корпусе траверсы смонтирован вал 10, несущий роторы 11 и 12, в гнездах которых консольно установлены контейнеры 13, закрытые с торцов сьемны 1627382ми крышками 14. В корпусах роторов размещены планетарные механизмы привода вращения контейнеров, состоящие из неподвижной центральной шестерни 15 (фиг.4), жестко закрепленной 11 а корпусе траверсы, промежуточных зубчатых колес 16 и зубчатых колес 17, установле 1 н 1 ых на валах контейнеров 13, На периферии кажЛого ротора смонтировано па три контейнера (см, фиг,5).Вал 10, несущий роторы 11 и 12, установлен на опорах в полости корпуса траверсы 9 и посредством конической передачи 18 и ременной передачи 19 кинематически связан с приводным двигателем 20,Таким образом, роторы, несущие контейнеры, смонтированы на одной аси и дляравновешивания вращаю 1 цихся 1 лстей расположены симметрично относительно аси переносного вращсн 1 я (оси травсрсы 9).Вал траверсы 9 через цилиндрический двухступенчатый редуктор 21 и ременную передачу 22 ил 1 сет кинематическую связь с приводным двигателем 23,Для разделения абр 1 бэтыва 1 О 11 сй среды и деталей после окончания обработки в конструкции устройства предусмат рсы наклонный лоток 24 (фиг,5), сито 25 и 1111. ратар 26, предназначенный для сообщения ситу осциллирующих движений, Сито макст устанавливаться наклонно, чта обеспсч 1 ласт скатывание обработанных деталей е пр 1 смную тару 27. Гранулы обрабатывающей среды и жидкость суспензии сквозь отверстия в сите попадают в тару 28, устанавленну 1 о под ситом 25,Тара 28 выполнена выдвижной и обрабатывающая среда может быть повторно использована при обработке,Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом.При помощи регулируемого электро- привода 23 (см, фиг,4) через ременную передачу 22 и редуктор 21 передается вращение на траведрсу 9 устройства Бал 10, несущий роторы с контейнедрами, приводится в всртикаль 1.ое положение (см, фиг.5) Пои этом контейнеры ьсрхнего ротора занимают положение, удобное для загрузки Снимаются торцовые крышки 14 и 1; канте- неры 13 дозированно загружают абрзбат ывающую среду и детали (загрузка мажет производиться автоматически при помощи бункерных загрузочных устрайсв), После загрузки контейнеры герметично закрываются торцовыми крышками 14. 3. тем а верхнее полажение переводится нижний ротор и аналогично производится заполненс контейнеров нижнего ротора раоачей эа 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 грузкой, После загрузки всех контейнеровпроизводится пуск двигателя 20, которыйчерез ременную передачу 19, зубчатое коническое зацепление 18 сообщает вращениевалу 10, несущему роторы 11 и 12 с контейнерами 13,При вращении роторов зубчатые колеса16, смонтированные на осях в корпусах роторов, обкатываются по неподвижному относительно роторов зубчатому колесу ипередают вращение зубчатым колесам 17,жестко закрепленным на валах контейнеров13, Таким образом, контейнеры, участвуя впереносном вращении с ротором, одновременно будут вращаться вокруг собственнойоси, т,е. совершать планетапнпп дли кен 11 еГ 1 асле пуска двигателя ."О па кал лнд; п 1РЕЛЕ ВрЕЛЕНИ С ВЫдЕржКОй 2 - 3 С ВКЛЮЧЛС 1.ся двигатель 23, который сообщает вращение траверсе 9. При этом кан 1 сйнерыполучают переносное вращение вокруг оси,перпендикулярной оси вращения ратарал,Таким образом, контейнеры и рага 1 загрузка будут совершать сложное рас 1 ранственное движение,По окончании цикла обработки, настраиваемого посредствам реле времени, агключается привод 20 планетарноодвижения контейнеров и привод 23 срсносного вращения. Вал 1 П, несущий роторыс контейнерами, переводится в вс 111 ка 1 ьнас положение при 11 ол 1 О 1 ц 11 г 1,"и 1 а 1 ",.3 и средством толчковой кнопкигллтсуправления, С кон гейнерав яс а к:,. ра ч а 11 зснимаются торцовые крышки 11 Затсм верхний ротор переводится в нижнее палакение поворотом траверсы 9 привод л 1 23 ирабочая загрузка высыпается па накланму лотку 24 на сито 25, Вкл 1 ачаетсч вибратор26 и производится сепарация деталей и г 1 брабатывающей среды Гранулы обрабатывающей среды и жидкость суспензии сквозьотверстия в сите поступают в тау 28, аобработанные детали при накланам положении сита (устанавливается пнс 11 мапривадал 1) под действием вибраций скатываютсяв приемную тару 27. Аналогична выгружаются контейнеры второго ротора,Обрабатывающая среда из тары 28 (нафи 1.3 она показана в выдвинутом положении) повторно используется при абрабатлс,Затем цикл Обрабахи повтаряегся,Данная конструкция устройства поэ.аляет механизировать працсссы за 1 узки(выгр,зки) и сепарации деталей и бра 5 лг.;ва Ощей среды и значительн, скраит 1,вспомогательное время на абслукиваис,П р и м е р. Оорабаткс подвергалисьдетали электроасветитсльнай 1 злак 1 ратехнической арматуры из каструкцианных40 45 50 55 сталей (сталь 15, 20, 35, 45). Обрабатывались детали типа тел вращения с фасонными поясками, рифлениями, радиусными переходами и детали коробчатой формы с пазами и углублениями после штамповки,В качестве обрабатывающей среды использовались формованные трехгранные призмы производства Московского абразивного завода ПТ 15 х 15 и ПТ 25 х 25, В качестве жидкости суспензии применялась техническая вода с антикоррозионными присадками (кальцинированная сода или тринатрийфосфат - 0,5 ) и добавкой 1 - 1,5 технического мыла,Контейнеры заполнялись на 70 объема (угол а = 205) смесью деталей и гранул обрабатываюгцей среды в отношении 1,2 и заливались мыльно-содовым раствором.Степень заполнения контейнера Р оценивалась от опением объема уплотненной рабочей э руэки к общему объему контейнера. При этом имеет место следующая зависимость угла гс, ограничивающего ,оложение уплотненной рабочей загрузки и степени заполнения ) контейнера а 180 185 190 195 205 210 215 220 т 50 54 58 66 70 74 78 82 Контейнеры, заполненные рабочей загрузкой, герметично закрывались крышками. Обработка производилась наслсдующих режимах: частота вращения ротора 120 мин (го 1 = 12 с ), частота вращения контейнеров вокруг собственной оси200 мин (вз = 20 с ); частота переносноговращения контейнеров (частота вращениятраверсы) - 40 мин (м 2 = 4 с ),-1Величина циклического изменения угла/3наклона поверхности уплотненной загрузкик оси контейнеров при этом составляетфмин = 145 и фдакс= 177,Сообщение рабочей загрузке переносного вращения со скоростью интенсифицирует сьем металла в 1,5 раза по сравнениюс обработкой без переносного вращения.Средняя величина съема металла составляет 0,95 - 1,05 мг/см,Шероховатость поверхности снизиласьс йа= 6,3 - 3,2 мкм до Ра.=-1,2 - 0,5 мкм, Приэтом достигалась высокая стабильность качественных характеристик, Эффективноудалялись неровности с торцовых участковво впадинах фасонного профиля и с внутренних поверхностей коробчатых деталей.При отсутствии переносного вращениятруднодоступные участки профиля обрабатывались неудовлетворительно, преимущественно сьем металла происходит с 5 10 15 20 25 30 35 выступающих участков профиля, а на торцовых участках, во впадинах профиля и с внутренних поверхностей коробчатых деталей съем металла прак гически отсутствовал,Машинное время обработки деталей эа счет переносного вращения рабочей загрузки со скоростью где сократилось в 1,5 - 2 раза с 30 - 40 мин до 15 - 20 мин,Исследования показали, что при использовании скорости переносного вращения м 2 за пределами диапазона в формуле изобретения, положительный эффект практически отсутствует. Так, при скорости вращения траверсы а 2 = 55 мин (Щн = 141, Вмакс = 165 ) резко снизилось качество обработки, Время обработки возросло до 35 - 40 мин, а некоторые детали остались обработанными неудовлетворительно, особенно низкое качество на труднодоступных участках профиля, Шероховатость поверхности после обработки в среднем составила для партии деталей 0,5 - 0,6 мкм, Снижение эффективности и качественных показателей обработки объясняется перемещением всей массы рабочей загрузки к торцовым крышкам контейнеров, нарушением условий формирования скользящего слоя, появлением застойных зон,При необходимости дальнейшего снижения шероховатости поверхности и упрочнения поверхностного слоя деталей вводится второй переход, на котором обработку производят неабразивным шлифовал ьным материалом, например металлическими шарами. Длительность второго перехода составляет 5 - 6 мин. При этом устойчиво достигается шероховатость Бя = 0,3 0,2 мкм. Формула изобретения 1. Способ обработки деталей, при котором рабочую нагрузку, состоящую из обрабатывающей среды и деталей, помещают в контейнер, которому сообщают планетарное движение, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повы 1 иения производительности и качества обработки, контейнеру сообщают переносное вращение в плоскости, перпендикулярной плоскости планетарного движения, при этом скорость переносного вращения задают из условия циклического смещения поверхности уплотненной рабочей загрузки относительно оси контейнера за один оборот на угол от3яо бмакс = 2 л - дгсся где Длин и фмакс - минимальный и максимальный углы наклона уплотненной рабочей загрузки к оси контейнера;1 и О - длина и внутренний диаметр контейнера соответственно;а - централ ьн ый угол уплотненного сегмента заполнения контейнера рабочей загрузкой;л - угол в градусах,2, Устройство для обработки деталей,содержащее контейнеры, смонтированные на периферии ротора с возможностью планетарного вращения и переносного движе ния вокруг оси, перпендикулярной осивращения ротора, отл ича ю щеес я тем, что, с целью повышения производительности, устройство снабжено дополнительным ротором, смонтированным на одной оси с 10 основным, причем роторы расположенысимметрично относительно оси переносного движения.1627382 4307 7 Составитель Н,финнРедактор Е.Копча Техред М,Моргентал Корр М Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 308 Тираж 455 ВНИИПИ Государственного комитета по из 113035, Москва, Ж, РПодписное етениям и открытиям при ГКНТ СССРшская наб 4/5