RU2129950C1

RU2129950C1 - Hydraulic shot-blast unit for shot-blasting of parts

Info

Publication number: RU2129950C1
Application number: RU97100328/02A
Authority: RU
Inventors: В.М. Казаков
Original assignee: Казаков Владимир Михайлович
Priority date: 1997-01-09
Filing date: 1997-01-09
Publication date: 1999-05-10

Abstract

FIELD: shot-blasting of cylindrical surfaces of parts. SUBSTANCE: unit is made in the form of chamber filled with working medium. Vertically directed ejector nozzle is mounted in lower part of the chamber and is rotated by means of turbonozzle. Part to be shot-blasted is installed in the upper part of chamber for motion with respect to nozzle head. The used is provided with air-gas main line and bubbling system with areometer. Pneumatic actuator ensures displacement of upper plate and may perform supply of air or gas flow of suspension to supply working medium to surface of part to be shot-blasted. Mounted in pneumatic system may be individual compressor unit. EFFECT: wide possibility of obtaining shot-blasted surface with needed shot-blasted layer featuring definite hardness and roughness. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области дробеструйной отделочно - упрочняющей обработки (технологии) цилиндрических поверхностей деталей, типа цилиндров блоков ДВС, компрессоров и т.п.. The invention relates to the field of bead-blasting finishing - hardening processing (technology) of cylindrical surfaces of parts, such as cylinders of ICE blocks, compressors, etc.

Известны устройства и установки отделочно-упрочняющей обработки деталей с цилиндрической формой поверхности, дробеструйным метолом, см. а.с. СССР N 272345, N 698751, N 872235, N 1553361, N 1523319, N 1609542, N 1030152, N 1569206, N 852517. Known devices and installations for finishing and hardening processing of parts with a cylindrical surface shape, bead-blasting metol, see and.with. USSR N 272345, N 698751, N 872235, N 1553361, N 1523319, N 1609542, N 1030152, N 1569206, N 852517.

Также известен способ обработки деталей цилиндрической формы стальными шариками в среде смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), которая одновременно является носителем инструмента к обрабатываемой поверхности (а.с. СССР N 814695, БИ N 11, 1981, РФ N 96112401, 961164498, 9616498/02, 961231158, 93041952/02. Also known is a method of processing parts of a cylindrical shape with steel balls in a lubricating coolant (coolant), which at the same time is the tool carrier to the work surface (AS USSR N 814695, BI N 11, 1981, RF N 96112401, 961164498, 9616498 / 02, 961231158, 93041952/02.

С целью модернизации взята гидробеструйная установка для обработки деталей по а.с. СССР N 1030152А. For the purpose of modernization, a hydroblasting unit for processing parts according to a.s. USSR N 1030152A.

Недостатками известного устройства являются:
невозможность обработки деталей с применением воздушного или газового потока для подачи инструмента к обрабатываемой поверхности при отсутствии централизованной разводки сжатого воздуха;
наличие громоздкого устройства (с электродвигателем) для вращения сопел, которое сложно ремонтировать и обслуживать;
отсутствие барботажной системы для перемешивания порошковых присадок в СОЖ (смазывающе - охлаждающей жидкости);
отсутствие ареометра для замера плотности суспензии и наличия в ней порошковых присадок;
отсутствие турбонасадки (разгонной трубы) для вращения сопла или сопловой головки;
отсутствие сопловой головки с целью обработки поверхности цилиндров сплошным окружным дробефакельным потоком;
отсутствие фальшцилиндров, обеспечивающих центровку деталей и сохранение граничных кромок обрабатываемых цилиндров;
отсутствие системы для подачи воздушного или газового потока (компрессора, газового баллона, трубопровода);
отсутствие пневмоцилиндра двойного действия для крепления обрабатываемой детали, который обеспечивает экологичность окружающей среды и улучшает технику безопасности;
отсутствие возможности для обработки поверхностей цилиндров с применением металлических присадок в порошковом виде.The disadvantages of the known device are:
the impossibility of processing parts using air or gas flow to feed the tool to the work surface in the absence of a centralized distribution of compressed air;
the presence of a bulky device (with an electric motor) for rotating nozzles, which is difficult to repair and maintain;
lack of a bubbling system for mixing powder additives in the coolant (lubricant - coolant);
the lack of a hydrometer for measuring the density of the suspension and the presence of powder additives in it;
lack of turbo nozzle (booster pipe) for rotation of the nozzle or nozzle head;
the absence of a nozzle head for the purpose of processing the surface of the cylinders with a continuous circumferential shot-and-droplet flow;
the absence of false cylinders providing centering of parts and preservation of the boundary edges of the machined cylinders;
lack of a system for supplying air or gas flow (compressor, gas bottle, pipeline);
lack of a double-acting pneumatic cylinder for fastening the workpiece, which ensures an environmentally friendly environment and improves safety;
the inability to process the surfaces of the cylinders with the use of metal additives in powder form.

Задача изобретения - обеспечение возможности обработки внутренних цилиндрических поверхностей вертикально расположенных, пустотелых деталей за более короткое время с применением металлических порошков в СОЖ и металлов в газообразном состоянии. При обеспечении удобства при выполнении ремонтных работ и обслуживания установки, когда вместо электродвигателя, вала и червячных пар вращения сопел установлен компрессор турбонасадки (разгонной трубы) для подачи воздушной или газовой суспензии в сопловую головку с ее вращением за счет давления суспензии. The objective of the invention is the ability to process the inner cylindrical surfaces of vertically arranged, hollow parts in a shorter time using metal powders in the coolant and metals in a gaseous state. To ensure convenience during repair work and installation maintenance, when instead of an electric motor, a shaft and worm pairs of nozzle rotation, a turbo nozzle compressor (booster pipe) is installed to supply air or gas suspension to the nozzle head with its rotation due to the pressure of the suspension.

Указанная задача решается тем, что гидробеструйная установка снабжена тремя установленными с возможностью вертикального перемещения плитами, работающими в автоматическом режиме, между двумя из которых соосно соплу - эжектору закреплена обрабатываемая деталь, а третья верхняя плита имеет пневмопривод, связанный через шток заслонкой, перекрывающей верхнюю границу обрабатываемых цилиндрических отверстий фальшцилиндров, причем сопло - эжектор (сопловая головка) установлена с возможностью вращения от турбонасадки. This problem is solved by the fact that the hydro-blasting unit is equipped with three plates installed with the possibility of vertical movement, working in automatic mode, between the two of which the workpiece is fixed coaxially to the nozzle-ejector, and the third top plate has a pneumatic actuator connected through the rod by a shutter that overlaps the upper boundary of the workpieces cylindrical holes of false cylinders, moreover, the nozzle - ejector (nozzle head) is mounted with the possibility of rotation from the turbo nozzle.

При этом камера имеет цилиндрическое отверстие, а нижняя плита снабжена полым цилиндром, установленным из условия обеспечения предотвращения выброса дроби из камеры. In this case, the chamber has a cylindrical hole, and the bottom plate is provided with a hollow cylinder, which is installed in order to prevent the ejection of shot from the chamber.

На фиг. 1 схематично изображено предложенное устройство, общий вид (первый вариант - камера индивидуальная, для каждой обрабатываемой детали); на фиг. 2 - то же, общий вид (второй вариант - камера общая для нескольких обрабатываемых деталей); на фиг. 3 - часть предложенного устройства (турбонасадка с сопловой головкой). In FIG. 1 schematically shows the proposed device, a General view (the first option is an individual camera for each workpiece); in FIG. 2 - the same general view (the second option is a common camera for several workpieces); in FIG. 3 - part of the proposed device (turbo nozzle).

Гидродробеструйная установка содержит корпус, состоящий из основания в виде базовой плиты 1, двух стоек 2, верхней траверсы 3, на которой установлен воздушный привод двойного действия 4, к которому подается воздух под давлением через золотниковое устройство от компрессора 49. The hydroblasting installation comprises a housing consisting of a base in the form of a base plate 1, two struts 2, an upper crosshead 3, on which a double-acting air drive 4 is installed, to which air is supplied under pressure through a spool device from compressor 49.

Воздуховод через шток 5 обеспечивает перемещение верхней плиты 6 по направляющим стоек. На этих же направляющих расположена нижняя подвижная плита 7, на которую устанавливается обрабатываемая деталь 8. Плита 7 подпружинена с помощью пружин 9 вверх до упора в торец неподвижных втулок 10, обеспечивающих совпадение плоскости плиты 7 с рабочей плоскостью подающего 11 и отводящего 12 деталь рольгангов. Ориентацию детали относительно окон (отверстий) в нижней плите определяют фальшцилиндры 13, изготовленные (отлитые) из того же материала, что и деталь, или из резинового сырца и убирающийся фальшцилиндровый упор 14. В плите 7 имеются окна. В эти окна вставлены и закреплены стаканы 15, предохраняющие от вылета жидкости с дробью и обеспечивающие стекание их в исходное положение. Диаметр отверстий стаканов равен или больше диаметра обрабатываемых отверстий в цилиндрах. The air duct through the rod 5 provides movement of the upper plate 6 along the guide racks. On the same guides is the lower movable plate 7, on which the workpiece 8 is installed. The plate 7 is spring loaded with springs 9 up to the stop in the end of the stationary bushings 10, which ensure that the plane of the plate 7 coincides with the working plane of the feed 11 and the conveyor 12 that takes away the part. The orientation of the part relative to the windows (holes) in the bottom plate is determined by the false cylinders 13 made (cast) of the same material as the part, or from raw rubber and a retractable false cylinder 14. The plate 7 has windows. Glasses 15 are inserted and fixed into these windows, which protect against the escape of liquid with a shot and ensure their runoff to their original position. The diameter of the holes of the glasses is equal to or greater than the diameter of the machined holes in the cylinders.

Камера установки может быть выполнена в двух следующих вариантах: в виде общей камеры 16 (фиг. 2), то есть с одной полостью для размещения дроби и всех сопел - эжекторов, и одной разделительной веткой 17 или в виде индивидуальной камеры (фиг. 1), выполненной около каждой сопловой головки из двух цилиндров, неподвижного 18 и подвижного 15, входящих одно в другое с зазором, меньшим диаметра дробинок с окнами в нижней части неподвижного цилиндра, обтянутыми разделительной сеткой 19. В последнем случае при наличии нескольких сопел-эжекторов (сопловых головок) они размещаются в общем маслосборнике 20 со сливным патрубком 21. В нижней части камеры 16 или 20 имеется разделительный патрубок 32 для подачи рабочей смеси к каждой сопловой головке 23 с турбонасадками (разгонными трубами), которые состоят (фиг.3) из турбинки 28, корпуса 33 и устанавливаются в корпусе смесительной камеры 24. Форсунка 25 устанавливается в корпусе 26, который установлен в крепежную втулку 27. Для применения металлов в газообразном состоянии используется баллон 29, из которого смесь подается в круговую систему компрессора 49, обеспечивающего подачу смеси под давлением, обеспечивающего подачу инструмента (шариков) к обрабатываемой поверхности. The installation chamber can be made in two of the following variants: in the form of a common chamber 16 (Fig. 2), that is, with one cavity for accommodating the shot and all nozzles - ejectors, and one dividing branch 17 or in the form of an individual chamber (Fig. 1) made near each nozzle head of two cylinders, fixed 18 and movable 15, entering one another with a gap smaller than the diameter of pellets with windows in the lower part of the fixed cylinder covered by a separation grid 19. In the latter case, if there are several nozzle ejectors (nozzle Goal ), they are placed in a common oil sump 20 with a drain pipe 21. In the lower part of the chamber 16 or 20 there is a separation pipe 32 for supplying a working mixture to each nozzle head 23 with turbo nozzles (booster tubes), which consist (Fig. 3) of a turbine 28 , housings 33 and are installed in the housing of the mixing chamber 24. The nozzle 25 is installed in the housing 26, which is installed in the mounting sleeve 27. For the use of metals in the gaseous state, a cylinder 29 is used, from which the mixture is supplied to the circular system of the compressor 49, ensuring vayuschego feeding the mixture under pressure, supplies the tool (balls) to the machined surface.

Забор жидкости из сливной емкости общего или индивидуального бака 34 производится через фильтр 35, производится насосом 36 через регулировочный кран 37. Для герметизации верхней части отверстия упрочняемого цилиндра применен эластичный клапан 38 (фиг. 2), закрепленный на подпружиненном штоке 39, перемещающемся во втулке 40. До случая, когда расстояние между опорами коленчатого вала в блоке меньше диаметра отверстий цилиндров, шток 39 фиксируется в угловом положении шпонкой 41, а сам клапан 38 выполнен с подпружиненными раздвижными элементами. Для предохранения полости дробеструйной камеры во время переустановки деталей служит подпружиненная пластина 42, расположенная на подвижной плите 7 (фиг. 1), которая при отсутствии детали на плите 7 закрывает вход в отверстия стаканов 15. Для обеспечения автоматического режима работы установки она оснащена пультом (не показан), концевыми выключателями и путевыми переключателями известных конструкций. Последние 43 - 47 указаны на фиг. 1 - 2 и назначение их приведено в дальнейшем при описании работы установки. В случае обработки негладких цилиндрических отверстий, например резьбы, на клапане 38 устанавливается кольцевая трубка 48 (фиг. 2) с радиальными наклонными отверстиями, соединенная с магистралью рабочей суспензии. Liquid is taken from the drain tank of a common or individual tank 34 through a filter 35, is pump 36 through an adjusting valve 37. To seal the upper part of the hole of the hardened cylinder, an elastic valve 38 is used (Fig. 2), mounted on a spring-loaded stem 39 moving in the sleeve 40 Until the case when the distance between the bearings of the crankshaft in the block is less than the diameter of the cylinder bores, the rod 39 is fixed in the angular position by the key 41, and the valve 38 is made with spring-loaded sliding elements. To protect the cavity of the shot-blasting chamber during the reinstallation of parts, a spring-loaded plate 42 is located on the movable plate 7 (Fig. 1), which, in the absence of a part on the plate 7, closes the entrance to the openings of the glasses 15. To ensure the automatic operation of the installation, it is equipped with a remote control (not shown), limit switches and directional switches of known designs. The last 43 to 47 are shown in FIG. 1 - 2 and their purpose is given below in the description of the operation of the installation. In the case of processing non-smooth cylindrical holes, for example, threads, an annular tube 48 (Fig. 2) with radial inclined holes is connected to the valve 38 and is connected to the working suspension line.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

По рольгангу 11 деталь 8 подается на нижнюю плиту 7, которая находится в положении H₁, что определяется концевым переключателем 43 с базированием по направляющим 13 и до упорных выточек в фальшцилиндрах 14. Общая команда на автоматической линии обеспечивает подачу воздуха под давлением в воздухопривод 4, который идет вниз и перемещает верхнюю плиту из положения B₁ в положение B₂, когда подпружиненные клапаны 38 закрывают верхнюю границу отверстий фальшцилиндров, обрабатываемых цилиндров и верхняя плита коснулась полностью верхнего торца блока. Контроль за правильностью выполнения перехода обеспечивают концевые переключатели 44 и 45, размещенные на верхней плите, из которых один 44 - нормально разомкнутый, срабатывающий при упоре в торец детали, и два 45 - нормально замкнутые, обеспечивающие замкнутую цепь при точном попадании в базовые отверстия на детали, определяющие его положение. В дальнейшем верхняя плита 6, проходя положение B₂ и нажимная на путевой переключатель 46, обеспечивающий снижение скорости подачи от ускоренной до заданной рабочей, обеспечивает нажим через деталь на нижнюю плиту и их общее перемещение вниз.According to the rolling table 11, part 8 is fed to the lower plate 7, which is in position H ₁ , which is determined by the limit switch 43 based on the guides 13 and to the persistent grooves in the false cylinders 14. The general command on the automatic line provides pressure air to the air duct 4, which goes down and moves the upper plate from position B ₁ to position B ₂ when the spring-loaded valves 38 close the upper boundary of the openings of the false cylinders, the cylinders being machined and the upper plate touches the entire upper end of the block . Control of the correctness of the transition is provided by limit switches 44 and 45 located on the top plate, of which one 44 is normally open, which is activated when the part stops against the end, and two 45 are normally closed, providing a closed circuit when accurately entering the base holes on the part determining its position. Subsequently, the upper plate 6, passing the position B ₂ and pushing the track switch 46, which reduces the feed rate from accelerated to a given working one, provides pressure through the part on the lower plate and their general downward movement.

При начальном смещении нижней плиты вниз в положение H₂ включается концевой переключатель 47, который включает через пульт управления привод вращения сопла 33 или насос 36 подачи рабочей жидкости в распределительную трубу через отверстия сопел 26 и форсунки 25 дробь через сетку 17 эжектируется в корпусах смесительных турбонасадок вращающихся с небольшими оборотами и подается через подводящие сопла к дробефакельной головке 23.When the bottom plate is initially shifted down to the H ₂ position, the limit switch 47 is turned on, which switches on the nozzle rotation drive 33 or the working fluid supply pump 36 through the nozzle openings 26 and nozzles 25 through the control panel, the fraction is ejected through the grid 17 in the rotary mixing turbine housing with small revolutions and is fed through the supply nozzles to the shot-head 23.

Таким образом, рабочая суспензия - шарики с СОЖ, вылетающие из каждого сопла, сопловых головок, обеспечивает обработку внутренней поверхности всех отверстий детали при своем вращении вокруг осей этих отверстий детали и перемещения детали виз и вверх относительно сопловых головок. После ударов о поверхность детали дробь попадает внутри стаканов 15 в исходное положение (к окнам вращающихся смесительных камер) и процесс продолжается. Thus, the working suspension - balls with coolant emitted from each nozzle, nozzle heads, provides processing of the inner surface of all holes of the part when it rotates around the axes of these holes of the part and moves the visas up and up relative to the nozzle heads. After hitting the surface of the part, the shot gets inside the cups 15 to its original position (to the windows of the rotating mixing chambers) and the process continues.

Опускание системы верхняя плита - деталь - нижняя плита происходит до положения B₃ - H₃, когда производится реверсирование подачи посредством переключателя, после чего вся система поднимается в исходное положение в обратном порядке. В период перемещения из H₂ до H₃ и обратно происходит процесс обработки дробью всей внутренней поверхности отверстия детали по высоте. При подъеме до переключателя 43 происходит отключение насоса 36 и затем останавливаются сопла. Для случая обработки сложных поверхностей, например резьбы и т.п., когда наблюдается налипание дробинок на поверхности детали, на клапане 38 предусматривается кольцевая (или другая форма) - трубка 48 с радиальными наклонными отверстиями, через которые в конце рабочего хода подаются струи профильтрованной жидкости, очищающие поверхность от налипших дробинок.Lowering the system top plate - part - bottom plate occurs to position B ₃ - H ₃ , when the feed is reversed by a switch, after which the whole system rises to its original position in the reverse order. During the period of movement from H ₂ to H ₃ and vice versa, the process of fractionally processing the entire inner surface of the part’s hole in height occurs. When rising to switch 43, pump 36 shuts off and then nozzles stop. For the case of processing complex surfaces, for example, threads, etc., when sticking of grains on the surface of the part is observed, an annular (or other form) pipe 48 is provided on the valve 38 with radial inclined holes through which jets of filtered liquid are fed at the end of the stroke cleaning the surface of adhering grains.

Claims

1. Hydroblasting machine for processing parts, containing a chamber filled with a working medium, in the lower part of which a vertically directed nozzle-ejector is mounted for rotation around its axis for processing internal cylindrical surfaces of vertically located hollow parts, three plates installed with the possibility of vertical movement and operation in automatic mode, between two of which coaxial to the nozzle-ejector is fixed with the possibility of movement relative to it hoist, and the third top plate has a drive connected through the rod with a shutter that overlaps the upper boundary of the workpiece, characterized in that the installation is equipped with an air-gas line mounted on it, included in the pneumatic system, the drive for moving the third plate is made pneumatic, and the ejector nozzle made in the form of a nozzle head with a turbo nozzle to ensure its rotation.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional bubbler system with a hydrometer.

3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with a means for treating the surface of the part with a suspension of powder additives and metals or by supplying them with gas under pressure.

4. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a compressor mounted in its pneumatic system.