RU2689244C1 - Способ кавитационного удаления заусенцев с малогабаритных деталей - Google Patents
Способ кавитационного удаления заусенцев с малогабаритных деталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689244C1 RU2689244C1 RU2018139049A RU2018139049A RU2689244C1 RU 2689244 C1 RU2689244 C1 RU 2689244C1 RU 2018139049 A RU2018139049 A RU 2018139049A RU 2018139049 A RU2018139049 A RU 2018139049A RU 2689244 C1 RU2689244 C1 RU 2689244C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- abrasive
- burrs
- removal
- processing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 102000017915 BDKRB2 Human genes 0.000 description 1
- 101150022344 BDKRB2 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
- B24B1/04—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes subjecting the grinding or polishing tools, the abrading or polishing medium or work to vibration, e.g. grinding with ultrasonic frequency
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/06—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving oscillating or vibrating containers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области абразивной ультразвуковой обработки и может быть использовано при удалении заусенцев с малогабаритных металлических деталей в рабочей камере. Обработку ведут в жидкой среде с абразивом при избыточном гидростатическом давлении в пределах 0,3-0,5 МПа. Повышают интенсивность ультразвуковых колебаний в рабочей камере в направлении снизу вверх до перехода деталей во взвешенное состояние, обеспечивая удаление заусенцев за счет кавитационных явлений и соударения частиц абразива с деталью. В результате повышаются качество и производительность удаления заусенцев при минимальных затратах и с минимальным изменением геометрических размеров деталей. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Предлагаемый способ относится к технологии ультразвуковой обработки, а именно к области кавитационного удаления заусенцев с малогабаритных металлических деталей с минимальным изменением их геометрических размеров и может быть использован в различных отраслях промышленности.
В настоящее время в промышленности используются различные способы удаления заусенцев, Среди них, такие как: - галтовка, анодно-абразивный, химический, электроконтактный и другие способы. Недостатками этих способов являются сложность реализации процесса обработки, необходимость использования химических реагентов, сложность контроля и корректировки состава раствора и времени обработки, а также низкая производительность и повреждаемость поверхности самой детали.
Примеры аналогов.
Известен анодно-абразивный способ удаления заусенцев, включающий обработку деталей в среде электролита и абразивного наполнителя, находящихся во вращающемся цилиндрическом барабане с размещенным в нем электродом (а.с. SU №1816582, МПК В23Н 9/02, 5/06, опубл. 23.05.1993, бюл. №19). Сущность способа состоит в обработке деталей в среде электролита и абразивного наполнителя, находящихся во вращающемся барабане с размещенным в нем электродом, при этом барабан и электрод подключены к разноименным полюсам источника напряжения, что позволяет увеличить производительность обработки. Недостатками данного метода являются: конструктивная сложность и энергоемкость, низкая эффективность обработки, невозможность обрабатывать внутренние поверхности малогабаритных деталей, а также нетокопроводящие материалы.
Известен также способ кавитационно-абразивного удаления заусенцев, основанный на эффекте увеличения эрозионной и кавитационной активности звукового поля при котором детали помещают в технологическую жидкость, содержащую определенную концентрацию твердых частиц абразива, в объеме которой возбуждают ультразвуковые колебания (Агранат Б.А. Ультразвуковая технология. - М.: Металлургия, 1974, с. 236). Данный способ имеет следующие недостатки: при обработке в абразивной суспензии зерна абразива могут внедряться в поверхность деталей, нарушая ее целостность; неравномерность обработки при загрузке партии деталей вследствие неравнозначной интенсивности ультразвукового воздействия в объеме рабочей камеры; невозможность контроля времени обработки до полного удаления заусенцев.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является ультразвуковой способ удаления заусенцев (патент на изобретение №:2516326, В24В 1/04 опубл. 10.01.2014 г.), заключающийся в том, что детали погружают в технологическую жидкость, содержащую определенную концентрацию твердых частиц абразива. В объеме жидкости возбуждают ультразвуковые колебания. В качестве твердых частиц абразива используют кристаллы льда, которые непрерывно подают в технологическую жидкость в течение всего процесса обработки. Размеры кристаллов устанавливают равными 0,08-0,18 мм. В результате повышается эффективность и качество удаления заусенцев при исключении очистки деталей от абразива.
Недостатками данного способа является конструктивная сложность устройства для его реализации, низкая эффективность процесса обработки, ограничения, связанные с получением и непрерывной подачей кристаллов льда в технологическую жидкость, а также ограниченная возможность контроля степени обработки деталей.
Задачей данного изобретения является создание способа, обеспечивающего более качественное, с повышенной производительностью удаление заусенцев с поверхности любых поверхностей малогабаритных деталей, при обеспечении оптимальных режимов удаления заусенцев при минимальных затратах.
Сущность способа.
Способ кавитационного удаления заусенцев с малогабаритных деталей, включает обработку деталей в жидкой среде с добавлением в ее состав мелкодисперсного абразива, например технического мела и последующего возбуждения ультразвуковых колебаний в рабочей камере. Обработку деталей ведут при избыточном гидростатическом давлении в пределах 0,3-0,5 МПа, при этом повышают интенсивность ультразвуковых колебаний, направленных снизу вверх, до возникновения кавитации и перехода деталей во взвешенное состояние, обеспечивают удаление заусенцев благодаря энергии, образующейся при схлопывании кавитационных пузырьков. Интенсивность и время воздействия ультразвуковых колебаний устанавливается экспериментально в зависимости от массы, геометрической формы деталей и материала, из которого они изготовлены. Причем:
- Рабочая жидкая среда содержит абразив, например технический мел (в весовом соотношении 3 гр. на 100 гр. жидкости).
- Контроль за положением деталей во взвешенном состоянии осуществляют визуально.
Проведенные исследования показали, что предлагаемый способ обеспечивает надежное и качественное удаление заусенцев с поверхности деталей с минимальными затратами.
Пример. Исследования проводились с использованием ультразвукового диспергатора УЗДН-1. На Фиг. 1 представлена конструкция экспериментальной установки, в состав которой входят следующие узлы и детали: 1 - штуцер нагнетания избыточного давления; 2 - накидная гайка; 3 - крышка рабочей камеры; 4 - корпус рабочей камеры; 5 - рабочая камера; 6 - фланец; 7 - уплотнительное устройство; 8 - ультразвуковой излучатель; 9 - подвод кабеля от источника питания.
На Фиг. 2 показана деталь, используемая для проведения экспериментальных исследований изготовленная из бронзы БРБ2 (диаметр детали 4,7 мм., длина 6,6 мм.) механическим путем с неизбежным образованием заусенцев как на наружной так и внутренней поверхностях.
На Фиг. 3 показана деталь из аналогичного материала с внутренней резьбой.
На Фиг. 4 показана зависимость изменения массы детали от времени обработки, полученная экспериментальным путем.
Последовательность работы.
Способ кавитационного удаления заусенцев с поверхности малогабаритных деталей осуществляют следующим образом: в рабочую камеру, выполненную из прозрачного материала (органическое стекло) 5 загружают детали Фиг. 2, 3, на поверхности которых присутствовали заусенцы в труднодоступных местах, таких как: отверстия, прорези, внутренние поверхности. Далее наполняют рабочую камеру дистиллированной водой и абразивом в определенном процентном соотношении, закрывали крышкой 3 и герметизировали накидной гайкой 2. Подача избыточного гидростатического давления осуществлялась от баллона со сжатым газом (азотом) через редуктор и гибкий шланг, закрепленный на штуцере 1. Рабочее давление устанавливалось 0,3 МПа. Данная величина давления в ходе экспериментальных исследований нами была определена как оптимальная для данных деталей, обеспечивающая наилучший результат обработки при минимальном времени обработки. Регулируя мощность излучения на блоке питания магнитострикционного излучателя 8 и, меняя время обработки при оптимальном избыточном гидростатическом давлении, был установлен оптимальный режим обработки для данных деталей. Это осуществлялось следующим образом. Образцы в количестве 5 штук помещались в рабочую камеру 5 с технологической жидкостью емкостью 0,1 л. Ультразвуковой излучатель обеспечивал акустическую мощность 400 Вт при рабочей частоте 22 кГц. Результаты экспериментальных исследований заносились в таблицу. Температура в рабочей камере поддерживалась постоянной путем подачи в систему охлаждения проточной воды из водопроводной сети. Состав технологической жидкости устанавливался исходя из соотношения 3 грамма технического мела на 100 гр. дистиллированной воды. Оптимизация режимов обработки осуществлялась при мощности ультразвукового генератора, обеспечивающего переход деталей во взвешенное состояние, при величине избыточного давления 0,3 МПа и различном времени обработки. Наблюдение за положением и переходом деталей во взвешенное состояние велось визуально. По результатам эксперимента и данным, занесенным в таблицу, строились кривые зависимости потери массы партии деталей от времени обработки Фиг. 4. Взвешивание деталей до и после обработки осуществлялось на электронных аналитических весах. Преломление кривой на величине 10 мин. означало максимальное удаление заусенцев от воздействия кавитации и соударения частиц абразива с деталью, после чего дальнейшее воздействие эрозионных процессов на поверхность деталей приводит к эрозии самой детали. Это было подтверждено осмотром обработанных деталей под микроскопом МБС 3 при 30-ти кратном увеличении. Аналогичные результаты были получены при обработке деталей Фиг. 3, что свидетельствовало о приемлемости данных режимов обработки для различных малогабаритных деталей. Предлагаемый способ позволяет обрабатывать различные формы обрабатываемых деталей изготовленных из различных материалов. Экономическая эффективность кавитационного способа удаления заусенцев с поверхности малогабаритных деталей связана с экономией затраченного времени и применением дешевых легкодоступных материалов (вода и технический мел), а также используя цеховую пневмосеть в производственных условиях.
Claims (4)
1. Способ кавитационного удаления заусенцев с малогабаритных деталей, включающий обработку деталей в жидкой среде путем возбуждения ультразвуковых колебаний в рабочей камере, отличающийся тем, что обработку деталей ведут в жидкой среде с абразивом при избыточном гидростатическом давлении в пределах 0,3-0,5 МПа, при этом повышают интенсивность ультразвуковых колебаний в камере в направлении снизу вверх до перехода деталей во взвешенное состояние с обеспечением удаления заусенцев за счет кавитационных явлений и соударения частиц абразива с деталью.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жидкая среда включает в себя мелкодисперсный абразив в виде технического мела в весовом соотношении 3 г на 100 г жидкости.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют визуальный контроль за положением деталей во взвешенном состоянии в жидкой среде.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оптимальное время обработки деталей устанавливают экспериментально, исходя из анализа зависимости снижения массы деталей от времени кавитационного воздействия, с учетом массы, геометрической формы и материала детали.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018139049A RU2689244C1 (ru) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | Способ кавитационного удаления заусенцев с малогабаритных деталей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018139049A RU2689244C1 (ru) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | Способ кавитационного удаления заусенцев с малогабаритных деталей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2689244C1 true RU2689244C1 (ru) | 2019-05-24 |
Family
ID=66637061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018139049A RU2689244C1 (ru) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | Способ кавитационного удаления заусенцев с малогабаритных деталей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2689244C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU566716A1 (ru) * | 1975-04-25 | 1977-07-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Конструкторско-Технологический Институт Подшипниковой Промышленности | Способ объемной вибрационной обработки деталей |
| SU1815167A1 (en) * | 1990-01-30 | 1993-05-15 | Gol K B N Proizv Ob Edineniya | Method of vibromachining workpieces |
| WO2000027586A1 (fr) * | 1998-11-06 | 2000-05-18 | Shaochien Tseng | Procede de polissage plastique par pression uniforme |
| RU2516326C2 (ru) * | 2012-07-03 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Способ удаления заусенцев с малогабаритных деталей |
-
2018
- 2018-11-06 RU RU2018139049A patent/RU2689244C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU566716A1 (ru) * | 1975-04-25 | 1977-07-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Конструкторско-Технологический Институт Подшипниковой Промышленности | Способ объемной вибрационной обработки деталей |
| SU1815167A1 (en) * | 1990-01-30 | 1993-05-15 | Gol K B N Proizv Ob Edineniya | Method of vibromachining workpieces |
| WO2000027586A1 (fr) * | 1998-11-06 | 2000-05-18 | Shaochien Tseng | Procede de polissage plastique par pression uniforme |
| RU2516326C2 (ru) * | 2012-07-03 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Способ удаления заусенцев с малогабаритных деталей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220033990A1 (en) | Method for smoothing and polishing metals via ion transport via free solid bodies and solid bodies for performing the method | |
| CN111716158A (zh) | 一种内表面的抛光方法及装置 | |
| US20130118091A1 (en) | Methods For Processing Abrasive Slurry | |
| Liu et al. | A study of processing Al 6061 with electrochemical magnetic abrasive finishing | |
| Du et al. | Research on the electrolytic-magnetic abrasive finishing of nickel-based superalloy GH4169 | |
| US9751142B2 (en) | High-frequency-vibration-assisted electrolytic grinding method and device therefor | |
| US20140158550A1 (en) | Method for Water Treatment Coupling Electrocoagulation and Sonic Energy | |
| US11708619B2 (en) | Method and device for reducing and homogenizing residual stress of a component | |
| CN104384637A (zh) | 一种玻璃的加工方法及加工系统 | |
| RU2689244C1 (ru) | Способ кавитационного удаления заусенцев с малогабаритных деталей | |
| CN110935969A (zh) | 回转体内孔电解磨削加工方法及装置 | |
| Tan et al. | Developing high intensity ultrasonic cleaning (HIUC) for post-processing additively manufactured metal components | |
| CN104191156B (zh) | 一种利用超声波空蚀加工平板表面微坑的方法 | |
| CN203863165U (zh) | 聚焦型超声波振动工作液电化学加工装置 | |
| RU2516326C2 (ru) | Способ удаления заусенцев с малогабаритных деталей | |
| KR101792855B1 (ko) | 탈기에 의한 캐비테이션 최적제어형 초음파 이물질 처리시스템 | |
| Tran et al. | Microstructural Evolution of Severely Plastically Deformed Sensitized Aluminum 5456-H116 Treated by Ultrasonic Impact Treatment. | |
| US4948488A (en) | Apparatus for the electrochemical machining of fashioned surfaces | |
| Su et al. | Cavitation damage in particle-laden liquids with considering particle concentration and size | |
| RU2542915C2 (ru) | Способ вибрационный обработки | |
| Wang et al. | Effect of ultrasonic wave on the growth of corrosion pits on SUS304 stainless steel | |
| Yang et al. | A study on quartz wafer slot polishing by using the ultrasonic-assisted wire electrophoretic deposition method | |
| CN215147699U (zh) | 一种大口径非球面反射镜横向超声波磁流变抛光设备 | |
| RU2146580C1 (ru) | Способ электрохимического полирования металлов и сплавов | |
| RU83448U1 (ru) | Устройство для шпиндельной вибрационной обработки цилиндрических деталей |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201107 |