Способ отделочно-зачистной обработки и устройство для его осуществления

СО)ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 В 24 В 31/10 1111 3 д. у"г щл.д ОБРЕ ий институт еровщиков, еровщиков,ССР 982. ЧИСТНО ДЛЯ ЕГ бьемной об-, шлифовальжет быть ачистной обГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ОТДЕЛОЧНО ОБРАБОТКИ И УСТРОЙСТВОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к оработке деталей несвязаннымным материалом и моиспользовано при отделочно-з Ы 174900 работке материалов. С целью повышения производительности и качества отделочнозэчистной обработки деталей путем устранения застойных зон, контейнерам 3 сообщают дополнительное вращение, в результате которого центробежные силы от переносного вращения в планетарном движении изМеняются от максимума до нуля, причем скорость дополнительного вращения назначают из условий интенсивного перемещения загрузки вдоль оси контейнера 3 и отсутствия явления самофутеровки. В устройстве, реализующем способ, приводной вал 7 планшайбы 6 плайетарного механизма смонтирован в опорах водила 8, выполненного в виде эллиптического кольца, 2 с.п. ф-лы, 4 ил.вой скоростью в 2 при заданных параметрах угловых скоростей в 1 и соз предотвращает создание условий, при которыхнарушается образование в объеме контейнера подвижного скользящего слоя, в котором происходит эффективная обработкадеталей, и одновременно позволяет устранить застойные зоны во всем обьеме контейнера, а также значительно повыситьконтактное давление гранул шлифовального материала на поверхность деталей, чтоприводит к резкому повышению производительности отделочно-зачистной обработки.В описываемом способе величина силового импульса, направленного вдоль осиконтейнера, не ограничивается силой тяжести, а зависит лишь от соотношения центро-. бежных сил,обусловленных переноснымвращением контейнеров с водилом при планетарном движении, и центробежных сил,возникающих при дополнительном переносном вращении. Следовательно, в предлагаемом способе можно достигнутьзначительно большей эффективности обработки,Устройство для реализации способатакже характеризуется существенными отличительными признаками; приводной вал"планшайбы планетарного механизма смонтирован в опорах водила, выполненного ввиде эллиптического кольца, жестко закреп: ленного на шпинделе, в полости которогоустановлен ведущий вал, который посредством зубчатых и винтовых передач позволяетпередавать вращение планшайбе устройства вокруг оси, перпендикулярной оси шпинделя, и контейнерам с рабочей загрузкойвокруг собственных осей,На фиг.1 приведена принципиальнаясхема предлагаемого способа; на фиг.2 -конструкция устройства для осуществленияспособа; на фиг,З - разрез А - А нэ фиг.2.раскрывающий механизм привода вращения планшайбы вокруг оси, перпендикулярной оси шпинделя, и контейнеров вокругсобственных осей; на фиг,4 - конструкциясъемного контейнера.Способ обработки реализуется следующим образом,Детали 1 (фиг.1), подлежащие обработке, и обрабатывающую среду 2 загружают вконтейнеры 3, которым сообщают планетарное вращений со скоростью в 1 вокруг оси4 водила и скоростью сиз вокруг собствен. ных осей, а также дополнительное переносное вращение со скоростью а 2 вокруггоризонтальной оси 5 таким образом, чтооси контейнеров 3 с рабочей загрузкой перемещают эквидистантно к оси 5 дополни тельного вращения по касательной к траектории движения. При этом уплотненная ра бочая загрузка в контейнерах будет совершать сложное пространственное движение, исключающее возможность Образования застойных зон в объеме. контейнерэ,Рассмотрим воздействие центробежных сил на рабочую загрузку при различных положениях контейнера, В положении А контейнера достигается максимальное уп 10 лотнение рабочей загрузки вследствие сум мирования центробежных сил от вращения контейнера со скоростями в 1 и в 2 . В поомежуточном положении В контеййера происходит смещение уплотненной загрузки к левому торцу контейнера, так как центробежные силы от переносного вращейия контейнера со скоростями о 1 и о 2 будут направлены под углом друг к другу; В горизонтальном положении. С контейнера про 20 исходит перераспределение сил и уплотненная загрузка занимает симметричное положение относительно среднего сечения контейнера. При этом степень уплотнения загрузки от вращения контейнера со скоростью в 1 в среднем сечении контейнера снижается до нуля и возрастает по мере увеличения радиуса к торцам контейнера, Поверхность загрузки в этом положе 30 нии контейнера приобоетает вид гиперболоида, так как сохраняется действие на загрузку центробежной силы от вращения контейнера со скоростью со 2.В положении О контейнера уплотненная загрузка смещается к правому торцу стей вращения контейнеров важно не допускэть смещения всей массы уплотненной загрузки к торцовым стенкам контейнеров,тэк как это приводит кнарушению условий формирования подвижного скользящего 50 слоя нэ поверхности уплотненной загрузки и резкому снижению эффективности обработки, Для соблюдения этого условия необходимо, чтобы при горизонтальном положении С контейнера равнодействующая Р центробежных сил в точках К и И была направлена под углом не менее 90 к линиио, ЕГ, пересекающей ось контейнера и соединяющей точку Е на среднем сечении цилин 55 контейнера вследствие перераспределениясил, действующих на загрузку,Таким образом, в моментпрохожденияконтейнером вертикальной оси происходитизменение направления действия сил, чтовызывает смещение уплотненной загрузки. вдоль оси контейнера, а это приводит к устранению застойных зон в объеме контейнера,45 При регламентировании угловых скоро10 дрической стенки контейнера с точкой Г на пересечении торцовой и цилиндрической стенок контейнера точки К и К - центры масс уплотненных обьемов рабочей загрузки), Это условие достигается регулированием скорости дополнительного переносного вращения Ю При дальнейшем увеличении скорости под 11 реоблада 1 ощим воздействием центробекной силы от переносного вращения вокруг горизонтальной оси 5 происходит"снижение йнтенсивйости перемещения рабочей загрузки вдоль оси контейнера, что приводит к снижению интенсивности обработки и возникновению застойных "мертвых" зон в объеме контейнера, Поэтому максимальная величина угловой скорости вращения вдолжна быть ограничена соотношениемЮ 122 д Б - 1/4 Величину угловои скорости вращения водила в 1 реглаМентируют в зависимости от материала и жесткости обрабатываемых деталей, требований к качеству поверхности и водила шлифовал ьного материала. Величины 1,дп Вд - это конструктивные параметры устройства,Нижний предел варьирования угловой скорости дополнительного вращения в 2 устанавливают из условия предотвращения замыкания рабочей загоузки в сплошное кольцо, покрывающее цилиндрическую поверхность контейнера, Наиболее вероятно это замыкание при прохождении контейнера с рабочей загрузкой положения С, когда минимально воздействие на рабочую загрузку центробежных сил от вращения водила со скоростью в 1 . В случае замыкания загрузки в кольцо относительное движение гранул шлифматериала и деталей прекратится, а следовательно, и эффективная обработка деталей в этом положении контейнера будет отсутствовать. Необходимым условием существования подвижного скользящего слоя рабочей загрузки в обьеме контейнера в положении С является соблюдение соотношения: щ )ФЗ 1 Гд2 ЯПри соблюдении этого соотношения во всех остальных промежуточных положениях контейнера А или В условие существования скользящего слоя будет выполнено, что обеспечивает эффективность обработки и предотвращает возникновение застойных зон с нулевой скоростью относительного пе 20 30 35 40 50 55 ремещения гранул шлифовального материала и поверхностей деталей.Г редлагемый способ осуществляется посредством устройства (фиг.2), содержащего рабочие контейнеры 3, тангенциально установленные на периферии планшайбы 6, выполненной в виде диска. Приводной вал 7 планшайбы 6 смонтирован в опорах водила 8, выполненного в виде эллиптического кольца, которое жестко закреплено на шпинделе 9, Шпиндель 9 кинематически связан клиноременной передачей 10 с привоцным двигателем 11. В полостишпинделя 9 на опорах смонтирован ведущий вал 12, один конец которого клиноременной передачей 13 соединен с двигателем 14, а на втором конце вала 12 (фиг.З) жестко закреплено коническое зубчатое колесо 15, находящееся в зацеплении с коническими зубчатыми колесами 16 и 17, Таким образом, ведущий вал 12 посредством зубчатых колес 15 и 16 через промежуточный вал 18 и коническую зубчатую передачу 19 оказывается кинематически связанным с приводным валом 7 планшайбы 6. Одновременно вал 12 через конические зубчатые колеса 15 и 17, второй промежуточный вал 20, коническую . зубчатую передачу 21, цилиндрическую зубчатую передачу 22 и винтовые передачи 23 кинематически связан с приводными валами контейнеров 3, Приводной вал 7 план-. шайбы 6 смонтирован в опорах 24 эллиптического кольца водила) 8, расположенных перпендикулярно оси вращения шпинделя 9,Конструкция съемного контейнера 3 приведена на фиг,4, Контейнер состоит иэ тонкостенного корпуса, покрытого изнутри полиуретановой или резиновой оболочкой 25, снабженной ребрами 26 для предотвращения проскальзывания уплотненной массы рабочей загрузки относительно стенок контейнера при интенсивных режимах обработки, Крепление контейнера в гнездах планшайбы 6 производится посредством цапф 27, Для загрузки обрабатывающей среды и деталей контейнеры .выполнены разьемными,Шпиндель 9 и приводные двигатели 11 и 14 устройства (фиг,2 и 3) смонтированы в корпусе станины 28, а вращающаяся система ограждена кожухом 29, первая часть которого выполнена поворотной и на фиг,2 не показана,Способ обработки в данном устройстве осуществляется следующим образом,Контейнеры 3 (фиг.2) загружают обрабатывающей средой и деталями на 60,70объема, заливают поровое пространство технической водой с химическими присадками и герметично закрывают, Затем контейнеры устанавливают цапфами 27 фиг,4)в гнезда на планшдйбе 6, закрываот поворотным кожухом 29 и включают привод 11,который через клиноременную передачу 10 5передает вращение шпинделю 9 и жесткозакрепленному на нем водилу 8. Одновременно от привода 14 через клиноременнуюпередачу 13 вращение сообщают ведущемувалу 12, от которого посредством конического зубчатого колеса 15 движение передается по двум кинемэтическим цепям: череззубчатое колесо 16, промежуточный вал 18и коническую зубчатуо передачу 19 планшайба 6 получает вращение вокруг оси вала 157,мбнтированного в гнездах 24 водила 8, аконтейнерам 3 вращение вокруг собственных осей сообщаот посредством зубчатогоколеса 17, второго прсмежуточного вала 20,конической зубчатой передачи 21, цилиндрических зубчатых передач 22 и винтовыхпередач 23,Таким образом, в результате суммирования движений рабочая загрузка в контейнерах получает слокное пространственное 25движение. Пространственный скользящийслой получает, кроме того, периодическиеимпульсы, направлецные от центра контейнера к его торцам, После окончания обработки остандвл 1 лвают приводы вращен 1 ля 30водила и планшайбы, поворачивают по-двикнуо часть кожуха и производят сменуконтейнеров, Затем цикл обработки повторяется,П р и м е р. Обработке подвергались 35закаленные детали приборостроения сосложной конфигурацией поверхностей, изконструкционной стали, В качестве обрабатываошей среды использовались формованные призмы марки ПТ 5 х 5, Обработка 40производилась в контейнерах с внутреннимдиаметром 80 мм, длиной 300 мм при следующих технологических режюлах; угловаяскорость контейнера сФ =- 34 с , скоростьпереносного вращения в планетарном двикении в =-;20 с, скорость допол нител ьного переносного вращеция й)2 = 12 сВеличина удельного массового съема металла составила от 1,2 до 1,45 мг/см-. Шероховатость поверхности снизилась с Р, =- 503,2,6,3 мкм до К:= 10,5 мкм. При этомснижецие шероховатости на всех поверхностях носило стабильный характер. Интенсивность обработки по сравнению сизвестным иэоаретением возросла в 551,5,2 раза.При увеличении угловой скорости дополнительнсго пеоеносного вращения до г 2 = 15 с интенсивность обработки снизи-лась, величина съема составила 0,95., 1,0 мг/см . При уменьшении о 2=-до Ос эа пре 2 .1делами нижней границы интервала, указанного в формуле, величина съема металла снижалась до 0,8-0,9 мгсм .2Предлагаемый способ позволяет значительно расширить возможности цент-робежно-планетарной обработки, стабилизировать качество обрабатываемых деталей, обеспечить эффективную обработ- ку труднодоступных участков деталей сложной конфигурации.Формула изобретения1, Способ отделочно-зачистной обра-. ботки, при котором рабочую загрузку размещают в контейнерах, которым сообщают переносное и относительное вращение, при этом оси вращения контейнеров рэсполагд;от тднгенциальцо, о т л и ч д о щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, контейнерам сообщаот дополнительное переносное врацение, скорость которого выбирают из /слгвия.,- - ,:, "2 Рс 2 сВс -42где о - скорость переносного вращения;о 2 - скорость дополнительного переносного вращения;оз- скорость относительного вращения контейнеров;с - внутренний диаметр контейнера;. - длина контейнера,Вд - расстояние от оси контейнера до оси дополнительного переносного вращения,2, Устройство для отделочно-зачистной обработки, содержащее размещеннуо на станице планшайбу, несущую контейнеры с рабочей загрузкой, расположенные тангенциально на периферии планшайбы, связанной с приводом ее вращения и вращения контейнеров, о т л и ч ао щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, устройство снабжено водилом, выполненным в виде эллиптического кольца, в опорах которого установлен вал планшайбы, при этом водило жестко связано с введенным в устройство шпинделем с приводом, а внутри шпинделя размещен введенный в устройство ведущий вал, кинемдтически связанный с одной стороны с валом планшайбы и валами контейнеров, а с другой стороны - с приводом их вращения.,Ципг Т СССР аз 2552 Тираж . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул.Гагарина, 101