RU2743272C1

RU2743272C1 - Machine for finishing, grinding and hardening processing of low rigidity parts

Info

Publication number: RU2743272C1
Application number: RU2020122507A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Секисов; Валерий Александрович Лебедев; Луаи Мохаммед Раджаб Аль-Обайди; Георгий Васильевич Серга
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2021-02-16

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to mechanical engineering and can be used for grinding, polishing and hardening the surface layer of parts in a freely granular abrasive medium. The machine contains a drum mounted on a frame with a rotation drive and devices for loading and unloading parts. The drum is made in the form of a helical rotor made of at least four rectangular strips, alternately connected to each other, rolled in a vertical plane in the longitudinal direction and bent on a cylindrical mandrel along helical lines in the transverse direction. The strips are connected to form along the perimeter inside or outside the helical rotor, helical lines and curved helical surfaces of the second and higher degree of curvature of one direction in the form of helical grooves of a convex or concave shape of one direction with the centers of curvature outside or inside the helical surface.

EFFECT: expanded technological capabilities, improves parts processing quality.

1 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к отделочно-зачистной и упрочняющей обработке деталей рабочей средой в свободном состоянии и может быть использовано в машиностроительной и других отраслях промышленности.The invention relates to finishing and cleaning and hardening processing of parts with a working medium in a free state and can be used in mechanical engineering and other industries.

Известно устройство для галтовки (А.с. №1484632, кл. В24В 31/02, 1989 г.), содержащее установленный на станине и снабженный приводом галтовочный барабан, выполненный в виде многосекционной винтовой колонны, содержащей секции в виде многогранников с гранями, выполненными в виде равносторонних треугольников, ребра которых сходятся в одной точке-вершине, причем в каждой вершине секции сходятся, по меньшей мере, четыре ребра равносторонних треугольников.Known device for tumbling (AS No. 1484632, class В24В 31/02, 1989), containing mounted on the bed and equipped with a drive, a tumbling drum made in the form of a multi-section helical column containing sections in the form of polyhedrons with edges made in the form of equilateral triangles, the edges of which converge at one vertex point, and at each vertex of the section, at least four edges of the equilateral triangles converge.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, низкое качество обработки деталей малой жесткости из-за их большой повреждаемости.The disadvantage of the known device is limited technological capabilities, low quality processing of parts of low rigidity due to their high damageability.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для отделочно-зачистной обработки (патент РФ, №2507053, кл. В24В, 31/02, 2014 г.), содержащее установленный на станине и снабженный приводом галтовочный барабан в виде винтовой многозаходной колонны со средствами для загрузки и выгрузки деталей, при этом барабан изготовлен из секций, с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу трех и более ломаных правых и левых винтовых линий, а также внутренних трех и более винтовых канавок с одинаковым шагом, при этом секции смонтированы из двух подсекций, выполненных из трех и более, поочередно соединенных между собой боковыми сторонами, равнобедренных трапеций и равнобедренных треугольников, основания которых в подсекции расположены в разные стороны, причем секции соединены между собой большими основаниями трапеций, а подсекции соединены в секцию так, что основания равнобедренных треугольников одной подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций второй подсекции, а основания равнобедренных треугольников второй подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций первой подсекции.Closest to the proposed invention is a device for finishing and cleaning (RF patent, No. 2507053, class В24В, 31/02, 2014), containing a tumbling drum mounted on a bed and equipped with a drive in the form of a helical multi-start column with means for loading and unloading of parts, while the drum is made of sections, with the formation along the inner perimeter of three or more broken right and left helical lines directed towards each other, as well as three or more internal helical grooves with the same pitch, while the sections are mounted from two subsections, made of three or more, alternately connected by the lateral sides, isosceles trapeziums and isosceles triangles, the bases of which in the subsection are located in different directions, and the sections are interconnected by large bases of the trapeziums, and the subsections are connected into a section so that the bases of the isosceles triangles of one subsection attached to the upper base of the isosceles trapeziums of the second subsection, and the bases of the isosceles triangles of the second subsection are attached to the upper base of the isosceles trapeziums of the first subsection.

Техническим решением является расширение технологических возможностей и повышение качества обработки деталей малой жесткости.The technical solution is to expand technological capabilities and improve the quality of processing of parts of low rigidity.

Поставленная задача достигается тем, что в станке для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей малой жесткости, содержащем имеющий привод вращения барабан, установленный на станине и снабженный приводом со средствами для загрузки и выгрузки деталей, барабан выполнен в виде винтового ротора изготовленного из, не менее четырех, поочередно соединенных друг с другом полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых на цилиндрической оправке по винтовым линиям в поперечном направлении, с образованием по периметру, внутри или снаружи винтового ротора, винтовых линий и криволинейных второй и выше степени кривизны винтовых поверхностей одного направления в виде винтовых канавок выпуклой или вогнутой формы одного направления с центрами кривизны снаружи или внутри винтовой поверхности.The task is achieved by the fact that in a machine for finishing, cleaning and hardening processing of parts of low rigidity, containing a drum with a rotation drive, mounted on a bed and equipped with a drive with means for loading and unloading parts, the drum is made in the form of a screw rotor made of at least four, alternately connected to each other, rectangular strips rolled in a vertical plane in the longitudinal direction and bent on a cylindrical mandrel along helical lines in the transverse direction, with the formation along the perimeter, inside or outside of the helical rotor, helical lines and curved lines of the second and higher degree of curvature helical surfaces of one direction in the form of helical grooves of convex or concave shape of one direction with centers of curvature outside or inside the helical surface.

Новизна обусловлена тем, что барабан выполнен в виде винтового ротора изготовленного из, не менее четырех, поочередно соединенных друг с другом полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых на цилиндрической оправке по винтовым линиям в поперечном направлении с образованием по периметру, внутри или снаружи винтового ротора, винтовых линий и криволинейных второй и выше степени кривизны винтовых поверхностей одного направления, что расширяет технологические возможности, повышает качество обработки деталей малой жесткости.The novelty is due to the fact that the drum is made in the form of a helical rotor made of at least four rectangular strips alternately connected to each other, rolled in a vertical plane in the longitudinal direction and bent on a cylindrical mandrel along helical lines in the transverse direction with the formation along the perimeter, inside or outside the helical rotor, helical lines and curvilinear second and higher degrees of curvature of helical surfaces of one direction, which expands technological capabilities, improves the quality of processing of parts of low rigidity.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что по наружному и внутреннему периметру винтового ротора образованы внутри или снаружи винтового ротора, винтовые линии и криволинейные второй и выше степени кривизны винтовые поверхности одного направления в виде винтовых канавок выпуклой или вогнутой формы одного направления с центрами кривизны снаружи или внутри винтовой поверхности, что расширяет технологические возможности и повышает качество обработки деталей малой жесткостиThe novelty of the proposed invention lies in the fact that along the outer and inner perimeter of the helical rotor formed inside or outside the helical rotor, helical lines and curvilinear second and higher degree of curvature of helical surfaces of one direction in the form of helical grooves of convex or concave shape of one direction with centers of curvature outside or inside the helical surface, which expands technological capabilities and improves the quality of processing of parts of low rigidity

Кроме того, новизна обусловлена тем, что такое конструктивное оформление винтового ротора обеспечивает ламинарный процесс движения внутри винтового ротора обрабатываемых деталей и рабочих сред, что повышает качество обработки деталей малой жесткости.In addition, the novelty is due to the fact that such a design of the screw rotor provides a laminar process of movement inside the screw rotor of the processed parts and working environments, which improves the quality of processing of parts of low rigidity.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен общий вид станка для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей малой жесткости; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - винтовой ротор, общий вид; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - одна из полос, из которых изготовлен винтовой ротор; на фиг. 6 - одна из полос винтового ротора, свернутая относительно своей продольной оси O₁-О₁; на фиг. 7 - одна из полос (фиг. 6) винтового ротора скрученная на цилиндрической оправке; на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг. 7 с одной скрученной на оправке полосой; на фиг. 9 - разрез Г-Г на фиг. 7 с двумя скрученными на оправке полосами; фиг. 10 - разрез Б-Б на фиг. 3.The essence of the invention is illustrated by drawings, where: FIG. 1 shows a general view of a machine for finishing, cleaning and hardening processing of parts of low rigidity; in fig. 2 - section a-a in Fig. one; in fig. 3 - screw rotor, general view; in fig. 4 - section b-b in Fig. 3; in fig. 5 - one of the strips from which the screw rotor is made; in fig. 6 - one of the strips of the helical rotor, rolled about its longitudinal axis O ₁ -O ₁ ; in fig. 7 - one of the strips (Fig. 6) of the screw rotor twisted on a cylindrical mandrel; in fig. 8 - section G-G in Fig. 7 with one strip twisted on the mandrel; in fig. 9 - section G-G in Fig. 7 with two strips twisted on a mandrel; fig. 10 - section b-b in Fig. 3.

Предлагаемый станок для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей малой жесткости состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы (фиг. 1, фиг. 2). На станине 1 закреплен привод главного движения, состоящий из электродвигателя 2, редуктора 3 и четырех роликовых опор 4. Винтовой ротор 5 снабжен двумя ободами 6, которые опираются на роликовые с ребордами опоры 4. На станине 1 смонтировано средство для загрузки 7 и разгрузки 8, а также бункер 9 для отходов. Над бункером 9 в винтовом роторе 5 выполнены отверстия 10 для удаления отходов (облой, металл заусенцев, окалины и т.п.).The proposed machine for finishing, cleaning and hardening processing of parts of low rigidity consists of a frame 1, made in the form of a welded frame (Fig. 1, Fig. 2). On the frame 1, the main motion drive is fixed, consisting of an electric motor 2, a gearbox 3 and four roller supports 4. The screw rotor 5 is equipped with two rims 6, which rest on roller supports with flanges 4. On the frame 1, a means for loading 7 and unloading 8 is mounted, as well as bunker 9 for waste. Above the bunker 9 in the screw rotor 5, holes 10 are made to remove waste (flash, metal burrs, scale, etc.).

Винтовой ротор 5 изготовлен из, не менее четырех, поочередно соединенных друг с другом полос прямоугольной формы, например (фиг. 3) восьми полос 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 (фиг. 4), свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении (фиг. 6) относительно собственной оси симметрии O₁-O₁ например полоса 18 с продольными боковыми кромками 19 и 20, у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из концов и повернут другой конец полосы в заданном направлении. Скрученную таким образом полосу 18 размещают на цилиндрическую оправку 21, как, например, на фиг. 7, фиг. 8 полосу 18, и изгибают так, чтобы кромки 19 и 20 полосы 18 разместились бы в поперечном направлении по винтовым линиям. При этом полоса 18 деформируется и, ее либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Таким же образом обрабатывают остальные полосы 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. Далее, деформированные таким образом полосы 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 (фиг. 4, фиг. 10), размещают на цилиндрической оправке 21, например как на фиг. 9 полосу 18 с продольной кромкой 20, и затем совмещают продольные кромки, например кромку 22 полосы 17 с продольной кромкой 20 полосы 18, и соединяют известными способами, например сваркой. По периметру снаружи винтового ротора 5, образованы винтовые линии и винтовые поверхности одного направления в виде винтовых канавок вогнутой или выпуклой формы относительно оси симметрии винтовой поверхности с центрами кривизны снаружи винтовой поверхности (фиг. 3, фиг. 4).The screw rotor 5 is made of at least four strips of rectangular shape, alternately connected to each other, for example (Fig. 3) eight strips 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 (Fig. 4), rolled into vertical plane in the longitudinal direction (Fig. 6) relative to its own axis of symmetry O ₁ -O _1, for example, a strip 18 with longitudinal side edges 19 and 20, in which one of the ends is fixed in a hot or cold state and the other end of the strip is turned in a given direction. The strip 18 thus twisted is placed on a cylindrical mandrel 21, such as in FIG. 7, figs. 8 strip 18, and bent so that the edges 19 and 20 of strip 18 would be located in the transverse direction along the helical lines. In this case, the strip 18 is deformed and, it is either removed from the mandrel, or fixed on it in a deformed position. The remaining strips 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 are processed in the same way. Further, the strips 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 deformed in this way (Fig. 4, Fig. 10) are placed on a cylindrical mandrel 21, for example as in FIG. 9 strip 18 with a longitudinal edge 20, and then align the longitudinal edges, for example the edge 22 of the strip 17 with the longitudinal edge 20 of the strip 18, and are connected by known methods, such as welding. Along the perimeter outside the helical rotor 5, helical lines and helical surfaces of one direction are formed in the form of helical grooves of a concave or convex shape relative to the axis of symmetry of the helical surface with centers of curvature outside the helical surface (Fig. 3, Fig. 4).

Станок для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей малой жесткости работает следующим образом.The machine for finishing, grinding and hardening processing of parts of low rigidity works as follows.

Во вращающийся винтовой ротор 5 станка для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей малой жесткости, через средство для загрузки 7 беспрерывно загружаются рабочая среда и подлежащие обработки детали малой жидкости. При вращении винтового ротора 5 рабочая среда и обрабатываемые детали совершают движение по винтовым канавкам и выгружаются из винтового ротора 5 в средство 8. Отходы обработки (облой, материал заусенцев, окалина и т.п.) через отверстия 10 выводятся из винтового ротора 5 в бункер отходов 9.In the rotating screw rotor 5 of the machine for finishing, cleaning and hardening processing of parts of low rigidity, through the means for loading 7, the working medium and the parts to be processed with a small liquid are continuously loaded. When the screw rotor 5 rotates, the working medium and the workpieces move along the helical grooves and are discharged from the screw rotor 5 into the means 8. Processing waste (flash, burr material, scale, etc.) through the holes 10 are removed from the screw rotor 5 into the hopper waste 9.

Таким образом, при вращении винтового ротора 5 частицы рабочих сред и обрабатываемые детали захватываются внутренней винтовой поверхностью в виде канавок выпуклой или вогнутой формы, и в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса, частицы рабочих сред и обрабатываемые детали движутся под определенными углами навстречу друг к другу и к стенкам вращающегося винтового ротора 5 и перемещаются в сторону выгрузки. Так как поверхность винтового ротора 5 непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций обрабатываемых деталей и рабочих сред, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку криволинейные элементы внутренней поверхности винтового ротора 5 расположены под углом друг к другу, то каждая порция частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что обеспечивает ламинарный процесс движения рабочих сред и обрабатываемых деталей друг с другом и со стенками винтового ротора 5, в значительной степени повышает качество обработки деталей малой жесткости и расширяет технологические возможности. В результате такой конструкции винтового ротора 5 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей и поэтому, каждая частица рабочих сред и обрабатываемая деталь движутся по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва их от стенок винтового ротора 5, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся в плавном (ламинарном) режиме по внутренним винтовым канавкам выпуклой или вогнутой формы от загрузки к выгрузке.Thus, when the screw rotor 5 rotates, particles of working media and workpieces are captured by the inner screw surface in the form of grooves of a convex or concave shape, and in the direction of rotation they rise up and move towards the unloading side. Upon reaching a certain height under the action of gravitational forces and the resulting angle of repose, particles of working media and workpieces move at certain angles towards each other and towards the walls of the rotating screw rotor 5 and move towards the unloading side. Since the surface of the screw rotor 5 is continuous, the process of movement of subsequent portions of the workpieces and working media, which rise up and fall down, move at different angles, is also continuous. Since the curvilinear elements of the inner surface of the screw rotor 5 are located at an angle to each other, then each portion of particles of working media and workpieces moves along its direction vector towards the unloading side, which ensures a laminar process of movement of working environments and workpieces with each other and with the walls of the screw rotor 5, significantly improves the quality of processing of parts of low rigidity and expands technological capabilities. As a result of such a design of the screw rotor 5, the range of changes in the resulting vectors of displacements of particles of working media and workpieces is significantly expanded, and therefore, each particle of working environments and the workpiece move along different direction vectors, which provides a high probability of collisions at the initial moment of their separation from the walls of the screw rotor 5, where they have a certain reserve of kinetic energy and move in a smooth (laminar) mode along the inner helical grooves of a convex or concave shape from loading to unloading.

Технико-экономическое преимущества возникают за счет образования по периметру, внутри винтового ротора криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок выпуклой или вогнутой формы одного направления, а также винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей одного направления в виде винтовых канавок вогнутой или выпуклой формы относительно оси симметрии винтового ротор с центрами кривизны снаружи или внутри винтовой поверхности, что обеспечивает расширение технологических возможностей и движение обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред в ламинарном режиме и повышение качеств обработки деталей малой жесткости.Technical and economic advantages arise due to the formation of curved surfaces around the perimeter, inside the helical rotor in the form of helical grooves of a convex or concave shape of one direction, as well as helical lines and helical curved surfaces of one direction in the form of helical grooves of a concave or convex shape relative to the axis of symmetry of the helical rotor with centers of curvature outside or inside the helical surface, which provides an expansion of technological capabilities and the movement of processed parts and particles of working media in a laminar mode and an increase in the quality of processing of parts of low rigidity.

Claims

A machine for finishing, stripping and hardening of parts of low rigidity, containing a frame on which a drum with a rotation drive and means for loading and unloading parts are installed, characterized in that the drum is made in the form of a screw rotor made of at least four alternately connected to each other with the other, rectangular strips rolled in a vertical plane in the longitudinal direction and bent on a cylindrical mandrel along helical lines in the transverse direction with the formation of helical lines and curved helical surfaces of the second and higher degree of curvature of one direction in the form of helical grooves along the perimeter inside or outside the helical rotor convex or concave with the centers of curvature located outside or inside the helical surface.