RU2341364C2 - Method of vibroimpact processing of part - Google Patents

Method of vibroimpact processing of part Download PDF

Info

Publication number
RU2341364C2
RU2341364C2 RU2006138937/02A RU2006138937A RU2341364C2 RU 2341364 C2 RU2341364 C2 RU 2341364C2 RU 2006138937/02 A RU2006138937/02 A RU 2006138937/02A RU 2006138937 A RU2006138937 A RU 2006138937A RU 2341364 C2 RU2341364 C2 RU 2341364C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
container
processing
plane
instrumental
medium
Prior art date
Application number
RU2006138937/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006138937A (en
Inventor
Юрий Романович Копылов (RU)
Юрий Романович Копылов
Андрей Юрьевич Копылов (RU)
Андрей Юрьевич Копылов
Original Assignee
Юрий Романович Копылов
Андрей Юрьевич Копылов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Романович Копылов, Андрей Юрьевич Копылов filed Critical Юрий Романович Копылов
Priority to RU2006138937/02A priority Critical patent/RU2341364C2/en
Publication of RU2006138937A publication Critical patent/RU2006138937A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2341364C2 publication Critical patent/RU2341364C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention may be used for finishing and strengthening processing of bulky spatial parts of complex shape, for instance, fittings, brackets, etc., which includes part fastening in container with source environment, bringing of container into oscillating motion and its periodical realignment by means of turn, which differs by the fact that container turn is carried out in the plane that is perpendicular to the plane of oscillations, with angular pitch γi, value of which is selected as not more than value of angle γ of impact stripping of source environment particles from the surface of part and is determined according to the following formula: γ=arctg3.5·f, where f-coefficient of impact friction.
EFFECT: higher efficiency of method.
2 cl, 3 dwg, 1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к виброударной обработке, и может быть использовано для отделочно-упрочняющей обработки крупногабаритных пространственных деталей сложной формы, у которых вертикально и горизонтально ориентированные поверхности соразмерны, например фитингов, кронштейнов и т.п.The invention relates to mechanical engineering, namely to vibroimpact processing, and can be used for finishing and hardening processing of large spatial details of complex shape, in which vertically and horizontally oriented surfaces are proportional, for example, fittings, brackets, etc.

Известен способ виброударной обработки детали, помещенной внутри контейнера с абразивной инструментальной средой, при котором последнему сообщают колебательные движения, а в процессе обработки периодически переворачивают на 180° вокруг горизонтальной оси, при этом в течение всего цикла обработки деталь может быть обработана как с одним, так и с многократным периодическим поворотом контейнера (описание изобретения к SU 975350, МКИ3 В24В 31/06, 1982).There is a method of vibro-shock processing of a part placed inside a container with an abrasive tool environment, in which the latter is informed of oscillatory movements, and during the processing periodically turn 180 ° around the horizontal axis, while during the entire processing cycle the part can be processed with one or and with repeated periodic rotation of the container (description of the invention to SU 975350, MKI3 V24V 31/06, 1982).

Недостатком известного способа является невозможность качественной и эффективной обработки крупногабаритных деталей. Кроме того, переворот контейнера на 180° не повышает эффективности динамического воздействия частиц абразивной инструментальной среды на обрабатываемые поверхности детали, располагающиеся в плоскости колебаний. Это не позволяет, например, осуществлять равномерную обработку деталей с вертикальными участками поверхности, лежащими в плоскости колебаний. Таким образом, ограничиваются технологические возможности способа.The disadvantage of this method is the impossibility of high-quality and efficient processing of large parts. In addition, a 180 ° flip of the container does not increase the efficiency of the dynamic impact of particles of an abrasive tool environment on the machined surfaces of the part located in the plane of oscillation. This does not allow, for example, to carry out uniform processing of parts with vertical sections of the surface lying in the plane of oscillation. Thus, the technological capabilities of the method are limited.

Известен способ виброударной обработки плоскостных крупногабаритных деталей, осуществляемый в контейнере с закрепленной деталью и гранулированной рабочей средой, при котором контейнер приводят в колебательное движение, предварительно обеспечив его поворот в плоскости вибрации на угол откоса вибрационного перемещения верхнего слоя рабочей среды с фиксацией положения. При этом контейнер поворачивают в направлении, противоположном направлению вращения вибровозбудителей, которое в течение цикла обработки периодически реверсируют (описание изобретения к SU 1174235, МКИ4 В24В 31/06, 23.08.85).A known method of vibroimpact processing of planar large-sized parts, carried out in a container with a fixed part and a granular working medium, in which the container is brought into vibrational motion, having previously provided its rotation in the plane of vibration by the angle of repose of the vibrational movement of the upper layer of the working medium with a fixed position. In this case, the container is rotated in the opposite direction to the vibration exciters, which is periodically reversed during the processing cycle (description of the invention to SU 1174235, MKI4 V24V 31/06, 08/23/08).

Известный способ обеспечивает проведение процесса при равенстве столбов рабочей среды над обрабатываемой деталью. Это позволяет повысить равномерность и качество обработки только плоскостных деталей.The known method provides a process with the equality of the columns of the working environment over the workpiece. This improves the uniformity and quality of processing only planar parts.

Задача изобретения - расширение технологических возможностей, повышение эффективности и качества виброударной обработки крупногабаритных пространственных деталей на виброустановках с плоской траекторией колебаний.The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, improving the efficiency and quality of vibroimpact processing of large-sized spatial parts on vibroinstallations with a flat oscillation path.

Технический результат - повышение равномерности обработки детали по всем поверхностям за счет создания оптимального контактного силового взаимодействия частиц инструментальной рабочей среды с поверхностью участков, ориентированных в процессе обработки в плоскости колебаний.The technical result is to increase the uniformity of the processing of the part on all surfaces by creating the optimal contact force interaction of the particles of the instrumental working medium with the surface of the sections oriented during processing in the vibration plane.

Технический результат достигается тем, что в способе виброударной обработки детали, осуществляемом в замкнутом контейнере с закрепленной деталью и инструментальной средой, при котором контейнер приводят в колебательное движение и периодически переустанавливают, поворачивая, поворачивают контейнер в плоскости, перпендикулярной плоскости колебаний, с шагом на угол не более угла ударного срыва частиц инструментальной среды с поверхности детали γ, определяемого из условияThe technical result is achieved by the fact that in the method of vibroimpact processing of a part, carried out in a closed container with a fixed part and an instrumental medium, in which the container is brought into vibrational motion and periodically reinstalled by turning, the container is rotated in a plane perpendicular to the plane of oscillation, not in steps of an angle more than the angle of impact disruption of the particles of the instrumental medium from the surface of the part γ, determined from the condition

Figure 00000003
(1)
Figure 00000003
(one)

где f - коэффициент ударного трения.where f is the coefficient of shock friction.

Контейнер может быть использован с замкнутой внутренней полостью, выполненной по форме, подобной форме обрабатываемой детали с коэффициентом подобия k, выбираемым из условияThe container can be used with a closed internal cavity made in the form similar to the shape of the workpiece with a similarity coefficient k selected from the condition

Figure 00000004
(2)
Figure 00000004
(2)

где Δ - величина, равная 30-40 максимальным размерам частиц инструментальной среды, мм;where Δ is a value equal to 30-40 the maximum particle size of the instrumental medium, mm;

h - высота поперечного сечения детали, мм.h is the height of the cross section of the part, mm

Сущность способа заключается в том, что при периодической переустановке контейнера с закрепленной деталью путем поворота в плоскости, перпендикулярной направлению колебания, происходит обработка детали по дополнительной координате и на каждом шаге изменяется угол атаки частиц циркулирующего потока инструментальной среды по отношению к вертикальным участкам обрабатываемых поверхностей. Таким образом, на двухкоординатном вибрационном станке реализуется схема обработки, аналогичная схеме 3-координатных колебаний, что позволяет осуществлять всестороннюю равномерную обработку. Выбор угла поворота контейнера с шагом не более угла ударного срыва частиц инструментальной среды с поверхности детали обеспечивает максимальное контактное силовое взаимодействие, повышая тем интенсивность и эффективность обработки. При повороте контейнера на угол, значение которого более выбранной величины (1), наблюдается срыв частиц с проскальзыванием относительно обрабатываемой поверхности.The essence of the method lies in the fact that during periodic reinstallation of the container with the fixed part by turning in a plane perpendicular to the direction of oscillation, the part is processed in an additional coordinate and at each step the angle of attack of the particles of the circulating flow of the instrumental medium with respect to the vertical sections of the machined surfaces changes. Thus, a two-axis vibration machine implements a processing scheme similar to the 3-axis oscillation scheme, which allows comprehensive uniform processing. The choice of the angle of rotation of the container with a step of no more than the angle of impact disruption of the particles of the instrumental medium from the surface of the part provides maximum contact force interaction, thereby increasing the intensity and efficiency of processing. When the container is rotated through an angle whose value is more than the selected value (1), disruption of particles is observed with slippage relative to the surface being treated.

Выполнение внутренней поверхности контейнера по форме, подобной форме обрабатываемой детали, обеспечивает последней всесторонний равномерный динамический контакт с инструментальной средой в труднодоступных зонах, например в местах перехода вертикальных в горизонтальные участки поверхности и т.п. Коэффициент подобия формы внутренней поверхности контейнера форме наружной поверхности обрабатываемой детали, выбранный из условия (2), обеспечивает оптимальное соотношение между интенсивностью динамического воздействия частиц инструментальной среды и полезными габаритами и массой контейнера с инструментальной средой.The execution of the inner surface of the container in a shape similar to the shape of the workpiece provides the latter with comprehensive uniform dynamic contact with the tool environment in hard-to-reach areas, for example, at places where vertical to horizontal sections of the surface pass, etc. The similarity coefficient of the shape of the inner surface of the container to the shape of the outer surface of the workpiece selected from condition (2) provides the optimal ratio between the intensity of the dynamic impact of the particles of the tool environment and the useful dimensions and weight of the container with the tool environment.

На фиг.1 изображен контейнер с обрабатываемой деталью, поперечный разрез в плоскости колебаний; на фиг.2 изображена схема переустановки контейнера с деталью при осуществлении способа; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1.Figure 1 shows a container with a workpiece, a cross section in the plane of oscillation; figure 2 shows a diagram of the reinstallation of the container with the detail in the implementation of the method; figure 3 is a section aa in figure 1.

Обрабатываемая деталь 1 посредством зажимных приспособлений (не показаны) закреплена в контейнере 2, внутренняя полость которого выполнена по форме подобной форме обрабатываемой детали с коэффициентом подобия, выбранным из условия (2). Установлен контейнер на горизонтальной платформе 3 в плоскости XOZ двухкоординатного вибрационного станка (не показан) с возможностью переустановки.The workpiece 1 by means of clamping devices (not shown) is fixed in the container 2, the inner cavity of which is made in a shape similar to the shape of the workpiece with a similarity coefficient selected from condition (2). A container is installed on a horizontal platform 3 in the XOZ plane of a two-coordinate vibrating machine (not shown) with the possibility of reinstallation.

Для осуществления вибрационной обработки после закрепления детали в контейнере и загрузки его инструментальной рабочей средой 4 последнему сообщают колебательное движение в вертикальной плоскости XOY и производят обработку детали.To carry out vibration processing after fixing the part in the container and loading it with the instrumental working medium 4, the latter is given oscillatory motion in the vertical XOY plane and the part is processed.

После периода обработки ti процесс переустановки с выбранным шагом поворота γi повторяют до завершения цикла виброупрочнения. Значение периода (продолжительности) обработки ti рассчитывают по зависимостиAfter the processing period t i, the reinstallation process with the selected rotation step γ i is repeated until the completion of the vibration hardening cycle. The value of the period (duration) of processing t i calculated according to

Figure 00000005
(3)
Figure 00000005
(3)

где tH - время цикла обработки до достижения требуемых технологических параметров (шероховатость, остаточные напряжения); γi - угол поворота, выбранный из условия γi<γ, в котором γ - угол ударного срыва частиц инструментальной среды с поверхности детали, определяемый по зависимости (1); 0<KN≤2 - коэффициент формы обрабатываемой детали; π=180°.where t H is the processing cycle time until the required technological parameters are achieved (roughness, residual stresses); γ i is the rotation angle selected from the condition γ i <γ, in which γ is the angle of impact disruption of the particles of the instrumental medium from the surface of the part, determined by dependence (1); 0 <K N ≤2 - shape factor of the workpiece; π = 180 °.

Поворот осуществляют по и/или против часовой стрелки относительно, например, вертикальной оси, проходящей через центр тяжести контейнера. Для каждого типа деталей в зависимости от сложности конструкции направление поворота и число переустановок выбирают экспериментально, в том числе с использованием математического моделирования.The rotation is carried out in and / or counterclockwise relative to, for example, a vertical axis passing through the center of gravity of the container. For each type of part, depending on the complexity of the design, the direction of rotation and the number of reinstallations are chosen experimentally, including using mathematical modeling.

Пример обработки детали «фитинг» из стали 30ХГСНА.An example of machining a fitting part from steel 30KhGSNA.

В качестве инструментальной среды использовали стальные шарики диаметром 5 мм из стали ШХ15 и машинное масло. Для используемых материалов по известной методике (Кобринский А.Е., Кобринский А.А. Двухмерные виброударные системы. - М.: Наука, 1981) определили коэффициент ударного трения - f=0,127. Для ведения процесса обработки шаг угла γi поворота контейнера с закрепленной деталью при переустановке выбирали равным величине γ=0,42 рад=24°, рассчитанной по формуле (1) и соответствующий величине угла ударного срыва шариков с поверхности детали.Steel balls with a diameter of 5 mm made of ShKh15 steel and machine oil were used as the instrumental medium. For the materials used by a known method (Kobrinsky A.E., Kobrinsky A.A. Two-dimensional vibration-shock systems. - M .: Nauka, 1981), the coefficient of shock friction was determined - f = 0.127. To conduct the processing, the step of the angle of rotation γ i of the container with the fixed part during reinstallation was chosen equal to the value γ = 0.42 rad = 24 °, calculated according to formula (1) and corresponding to the value of the angle of impact breakdown of the balls from the surface of the part.

Для виброударной обработки использовали контейнер с внутренней поверхностью, подобной наружной поверхности детали с коэффициентом подобия k=1,5, рассчитанным из условия (2). В качестве габаритного размера детали выбирали ее высоту h=300 мм, величина А принималась равной 30 диаметрам шариков инструментальной среды. Тогда k=1+(5·30):300)=1,5.For vibroshock processing, a container was used with an inner surface similar to the outer surface of the part with a similarity coefficient k = 1.5 calculated from condition (2). As the overall dimension of the part, its height h = 300 mm was chosen, and the value A was taken to be equal to 30 diameters of the balls of the instrumental medium. Then k = 1 + (5 · 30): 300) = 1.5.

В процессе обработки контейнеру в вертикальной плоскости XOY сообщались колебания с амплитудой 5 мм и частотой 21 Гц, при этом контейнер с деталью периодически переустанавливался на платформе путем поворота его в горизонтальной плоскости XOZ с шагом на угол 24°. Количество переустановок в течение цикла обработки tH=60 мин до достижения требуемых технологических параметров шероховатости и остаточных напряжений определялось из условия совершения контейнером с деталью полного оборота на 360°. Продолжительность времени обработки в каждом из вновь зафиксированном положении контейнера с деталью (при коэффициенте формы детали KN=2) ti=60 мин·24°/2·180°=(1440/360)мин=4 мин. Результаты обработки представлены в таблице.During processing, the container in the vertical XOY plane was informed of vibrations with an amplitude of 5 mm and a frequency of 21 Hz, while the container with the part was periodically reinstalled on the platform by rotating it in the horizontal XOZ plane in increments of 24 °. The number of reinstallations during the treatment cycle t H = 60 min until the required technological parameters of roughness and residual stresses are reached was determined from the condition that the container made a 360 ° full turn part. The duration of the processing time in each of the newly fixed positions of the container with the part (with the shape factor of the part K N = 2) t i = 60 min · 24 ° / 2 · 180 ° = (1440/360) min = 4 min. The processing results are presented in the table.

ТаблицаTable Технологические параметрыTechnological parameters Значения технологических параметровProcess Values В исходном состоянииIn the initial state После виброударной обработкиAfter vibroshock processing без поворота контейнераwithout turning the container с поворотом контейнера в горизонтальной плоскости ХОУwith rotation of the container in the horizontal plane хоуhou xozxoz yozyoz хоуhou xozxoz yozyoz хоуhou xozxoz yozyoz шероховатость, Rz, мкмroughness, Rz, microns 10-1210-12 10-1210-12 10-1210-12 8-108-10 4-54-5 5-65-6 4-54-5 4-54-5 4-54-5 остаточные напряжения, σ0, МПаresidual stresses, σ 0 , MPa 00 00 00 50-7050-70 250-320250-320 230-310230-310 250-320250-320 250-320250-320 250-320250-320

Примечание: хоу, xoz, yoz обозначают ориентацию поверхностей детали относительно координатных плоскостей XOY, XOZ, YOZ.Note: hou, xoz, yoz denote the orientation of the part surfaces relative to the coordinate planes XOY, XOZ, YOZ.

Claims (2)

1. Способ виброударной обработки, включающий закрепление детали контейнере с инструментальной средой, приведение контейнера в колебательное движение и его периодическую переустановку путем поворота, отличающийся тем, что поворот контейнера осуществляют в плоскости, перпендикулярной плоскости колебаний, с угловым шагом γi, величину которого выбирают не более величины угла γ ударного срыва частиц инструментальной среды с поверхности детали, определяемой по формуле:1. The method of vibroimpact processing, including fixing the part to the container with the instrumental medium, bringing the container into vibrational movement and periodically reinstalling it by rotation, characterized in that the container is rotated in a plane perpendicular to the vibration plane with an angular pitch γ i , the value of which is not chosen more than the angle γ of shock disruption of the particles of the instrumental medium from the surface of the part, determined by the formula:
Figure 00000006
Figure 00000006
где f - коэффициент ударного трения.where f is the coefficient of shock friction.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют контейнер с замкнутой внутренней полостью, форма которой подобна форме обрабатываемой детали, при этом коэффициент подобия k определяют по формуле:2. The method according to claim 1, characterized in that they use a container with a closed internal cavity, the shape of which is similar to the shape of the workpiece, while the similarity coefficient k is determined by the formula:
Figure 00000007
Figure 00000007
где Δ - величина, равная 30-40 максимальным размерам частиц инструментальной среды, мм;where Δ is a value equal to 30-40 the maximum particle size of the instrumental medium, mm; h - габаритный размер поперечного сечения детали, мм.h - overall cross-sectional dimension of the part, mm.
RU2006138937/02A 2006-11-03 2006-11-03 Method of vibroimpact processing of part RU2341364C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138937/02A RU2341364C2 (en) 2006-11-03 2006-11-03 Method of vibroimpact processing of part

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138937/02A RU2341364C2 (en) 2006-11-03 2006-11-03 Method of vibroimpact processing of part

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006138937A RU2006138937A (en) 2008-05-10
RU2341364C2 true RU2341364C2 (en) 2008-12-20

Family

ID=39799746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138937/02A RU2341364C2 (en) 2006-11-03 2006-11-03 Method of vibroimpact processing of part

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2341364C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006138937A (en) 2008-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102441820B (en) Non-contact type ultrasonic surface shape correcting and polishing method and device
US20130273816A1 (en) Automatic polishing device for surface finishing of complex-curved-profile parts
US10105815B2 (en) Multiaxial vibration-peening system
RU2341364C2 (en) Method of vibroimpact processing of part
CN108621018A (en) Pneumatic type three-dimensional force inner cavity rust remover
JP4639669B2 (en) Ultra-precision mirror surface processing method and apparatus by EEM method
JP4988708B2 (en) Vertical swing processing device
RU2342243C2 (en) Method for vibroimpact processing of thin-walled part surfaces
JP4460981B2 (en) Dimple processing method and dimple processing apparatus
Nikolaenko et al. Modelling of vibrating machine-tool with improved construction
JP4509714B2 (en) Surface modification method and surface modification apparatus
JP2016155213A (en) Machining device
US10369674B2 (en) Vibratory treatment apparatus
JP2018164953A (en) Machine tool
KR101535287B1 (en) Vibration module for large area vibration plate and apparatus for processing on plate-shape work having the same
WO2007017524A1 (en) Apparatus and method for surface treatment
Kuzio et al. Modelling the process of dressing the laps of vibratory finishing machine
CN107662149A (en) Excitation type three-dimensional force inner chamber rust remover
RU162839U1 (en) VIBRATION MACHINE FOR FINISHING AND STRENGTHENING OF PARTS
RU63281U1 (en) INSTALLATION FOR VIBRICULAR PROCESSING OF SURFACES OF THIN-WALLED PARTS
RU2500523C1 (en) Vibration mixer
RU2560399C1 (en) Vibration mixer
RU2353503C1 (en) Vibratory percussion part processing device
WO2004078415A1 (en) Method and device for treating the surfaces of metallic workpieces
RU74338U1 (en) DYNAMICALLY BALANCED VIBRATION CONCRETE-FINISHING MACHINE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081104