SU1715560A1 - Способ отделочной обработки деталей и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к механической обработке, а именно к объемной обработке деталей свободным абразивом, и может быть использовано в различных отрасл х машиностроени . Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  обработки при одновременном улучшении качества. Дл  этого камере 1 сообщают пространственные ма

Description

Фиг.1

 тниковые колебательные движени  вокруг вертикальной оси, амплитуда и частота ко- торых св заны соотношением 2д/(Ј-Н),где со - углова  .частота вращени , амплитуда колебаний, м; g - ускорение силы т жести, м-с ; Н - высота ма тника, м; Ј- эксцентриситет оси камеры, м, создава  уплотненную рабочую зону, смещенную от оси вращени  к периферийной стенке рабочей камеры. В конусо- образную камеру 1 загружают обрабатываемые детали и технологическую среду, затем камеру зажимают хомутом 3 в кассете 2. После включени  двигател  геометрическа  ось кассеты 2, проход ща  через ось болта 4 и полуось 9, совершает пространственные ма тниковые колебани  с угловой частотой ш вокруг вертикальной оси с амплитудой колебани  RO и длиной ма тника Н, сочетание которых определ ет

величину угла у максимального отклонени  геометрической оси от вертикальной оси. Вращение геометрической оси передаетс  от шлицевого вала 15 через водило 13. Величина амплитуды круговых ма тниковых колебаний RO регулируетс  длиной водила 13, а длина ма тника И устанавливаетс  за счет величины ввинчивани  болта 4 в стакан-гайку 5, при этом компенсаци  изменени  линейных размеров по вертикали осуществл етс  соответствующим выдвижением шлицевого вала 15 и изгибом водила 13. При вращении водила 13 полуось 9 проворачиваетс  в подшипнике 10, при этом камера 1 и кассета 2 не вращаютс . В результате в любом горизонтальном сечении камеры 1 технологическа  загрузка совершает сложное пространственное перемещение.2 с и 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относитс  к технологии механической обработки, в частности к способам объемной обработки деталей свободным абразивом, и может быть использовано в различных отрасл х машиностроени .

Цель изобретени  - повышение интенсификации процесса обработки.

На фиг. 1 представлено устройство дл  отделочной обработки, общий вид; на фиг. 2 -схемаустановки камеры в кассету; на фиг. 3 - положение загрузки внутри камеры при различных фазах движени  геометрической оси кассеты.

Устройство состоит из камеры 1, выполненной в виде усеченного конуса с углом у, как показано на фиг. 1. Камера вставлена в призмоподобную кассету 2 и зажата хомутом 3. Ось камеры 1 смещена относительно оси подвеса кассеты 2 на величину эксцентриситета е, котора  зависит от отношени  диаметра камеры 1 к углу а призмы кассеты 2 (фиг. 2).

Кассета 2 подвешена с помощью винтовой пары, состо щей из болта 4, который прикреплен к верхней поверхности кассеты 2, стакана-гайки 5 и контргайки 6.

На наружной поверхности стакана-гайки 5 имеетс  проточка, в которую заделана пластична  диафрагма 7(например, резинова  или полиуретанова ). Эластична  диафрагма 7 по наружному диаметру закреплена к опоре 8, которой  вл етс  верхн   часть корпуса устройства.

К нижней части кассеты 2 соосно с осью болта 4 прикреплена полуось 9, на которую

надет подшипник 10, вставленный в корпус 11 и закрытый крышкой 12. К торцу корпуса подшипника 10 прикреплено водило 13 в виде плоской рессоры или пружины. Другой

конец водила 13 прикреплен с помощью прижимной планки 14 к выступу шлицевого вала 15.

Шлицевой вал 15 вставлен в шлицевую обойму, выполненную как одно целое со

шкивом 16, обойма со шкивом 16 через подшипниковый узел 17 смонтирована в основании 18. Шкив 16 соединен клиновым ремнем 19 с электродвигателем (не пока- зан).

Устройство работает следующим образом .

В конусообразную камеру 1 загружают обрабатываемые детали и технологическую среду. После загрузки камеру зажимают хомутом 3 в кассете 2. После включени  двигател  геометрическа  ось кассеты 2, проход ща  через ось болта 4 и полуось 9, совершает пространственные ма тниковые колебани  с угловой частотой ш вокруг вертикальной оси с амплитудой колебани  RO и длиной ма тника Н, сочетание которых определ ет величину угла р максимального от- клонени  геометрической оси от вертикальной оси.

В верхней части камеры, где рассто ние между осью камеры и вертикальной;осью устройства определ етс  величиной RO и соответствующим значением радиуса камеры г , виброускорени  в положени х I и III на

периферийной стенке камеры определ ютс  как соответственно

Wi (Ro1 + r1 cos p + E cos p)a g;

Win (Ro1 + rcosy -Ј ).

Тогда необходимым условием, обеспечивающим интенсивное послойное переме- шивание технологической загрузки,  вл етс 

(Ro1 + r1cos p) (jf- g;

(Ro1 + г1 cos p - е cos p ) а g,

откуда

Ra|3-.

Полученное неравенство свидётельст- ,- вует о том, что величина угловой скорости со, обеспечивающа  протекание процесса, возрастает с величиной амплитуды колебаний Но1 и снижаетс  с увеличением эксцентриситета е.20

В противном случае технологическа  загрузка прижимаетс  центробежными.силами к стенкам камеры и процесс послойного перемешивани  отсутствует, что исключает возможность осуществлени  от- „с делочной обработки.

Вращение геометрической оси передаетс  от шлицевого вала 15 через водило 13.

Величина амплитуды круговых ма тниковых колебаний Ro регулируетс  длиной «« водила 13, а длина ма тника Н устанавлива- етс  за счет величины ввинчивани  болта 4 в стакан-гайку 5, при этом компенсаци  изменени  линейных размеров по вертикали осуществл етс  соответствующим выдви- дк жением шлицевого вала 15 и изгибом водила 13.

При вращении водила 13 полуось 9 проворачиваетс  в подшипнике 10, при этом камера 1 и кассета 2 не вращаютс / В ре- 4« зультате в любом горизонтальном сечении камеры 1 технологическа  загрузка 20 (обрабатываемые детали и обрабатывающа  среда) совершает сложное пространственное перемещение,де;

Во врем  совершени  камерой колебательных движений технологическа  загрузка находитс  в уплотненном состо нии и прижата к наиболее удаленной от оси вращени  стенке камеры. Это происходит CQ вследствие того, что на каждую отдельную частицу среды действуют инерционные силы , пропорциональные величине R(t) a т, где R(t) - текущий радиус, определ ющий положение отдельной частицы технологиче- 55 ской загрузки; m - усредненна  масса взаимодействующих частиц.

Наличие уплотненной массы технологической загрузки способствует интенсивному послойному перемешиванию среды как в

0

- 0

с

« к

« е;

Q 5

каждом горизонтальном сечении камеры, так и по её высоте, что обеспечивает интенсификацию обработки при одновременном улучшении качества и снижении величины шероховатости поверхности.

На фиг. 3 показано положение технологической загрузки 20 внутри камеры 1 при различных движени х геометрической оси кассеты 2 по амплитуде R0 через каждые 90°. Внутреннее сечение камеры 1 с технологической загрузкой 20 на фиг. 3 условно показано в горизонтальной плоскости.

В положении I ось камеры находитс  на рассто нии Ri Ro + Ј от вертикальной оси устройства, в положении I численные значение Ro и R2 совпадают, в положении III ось камеры находитс  на рассто нии - Ј от оси системы, и в положении IV Ro и R4 снова имеют одинаковые численные значени . За один полный цикл колебаний линейна  скорость частиц технологической загрузки в центре рабочей камеры измен етс  от величины Умакс Ш (Ro + Ј COS03 ) ДО VMHK (s) X (Ro - Е cos Ф ), а у наружной стенки камеры-отУмакс 3 3 со (Ro+ Ј cosy +2cos (р ) до УМиннар (о (Ro - е cos p + 2cos p ), где г- радиус соответствующего сечени  камеры 1.

По высоте камеры 1 уплотнению вышележащих слоев технологической загрузки способствует угол у наклона образующей вертикальной стенки камеры к основанию и общий наклон (р оси камеры по отношению к вертикальной оси вращени . Наличие градиента скорости как в каждом горизонтальном сечении камеры, так и по ее высоте способствует интенсификации процесса обработки .

Угол наклона периферийной стенки рабочей камеры должен обеспечивать торможение рабочей среды во избежание ее вытеснени  (выплескивани ) за пределы камеры .

Этот угол  вл етс  суммой углов р и у и должен быть больше эффективного угла трени , учитывающего истинное значение коэффициента трени  технологической среды о стенку рабочей камеры.

Поэтому в случае р + у arctg ju наблюдаетс  выплескивание содержимого зз пределы камеры.

Истинный коэффициент трени  /г определ ют из соотношени 

F (N + S Po), где F - сила трени ;

N - нормальное давление;

Ро - добавочное давление, вызванное силами молекул рного прит жени ;

S - обща  площадь контакта тел.

Пример. Загружают технологическую среду и обрабатываемые детали в камеру, которой сообщают пространственные ма тниковые колебательные движени  с угловой скоростью, св занной с амплитудой колеба- ний приведенной зависимостью. При этом создают уплотненную рабочую зону, смещенную от оси вращени  к периферийной стенке рабочей камеры.

В камере емкостью 3 дм3 с высотой ма-  тника ,5 м углы р ы у составл ют 3° 30 и 30° соответственно; обрабатывают образцы размером ф 15x30 мм из материала ст.45.

Частота вращени  й 21 с- пр и амплитуде Ro 0,061 м.

По результатам испытаний съем металла составл ет 0,12 г/ч при шероховатости 0,63 мкм, что более чем в четыре раза производительнее по сравнению с аналогичными режимами виброобрабртки, при этом вибропере рузки снижаютс  в 2,9 раза.

Claims (4)

1. Способ отделочной обработки деталей технологической средой в камере, которой сообщают ма тниковые колебательные движени , отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса обработки , камере сообщают пространственные ма тниковые колебательные движени  вокруг вертикальной оси, амплитуду и частоту которых выбирают из соотношени 

-Кггде ш- углова  частота вращени , с-1; Ro1 - амплитуда колебаний,

g - ускорение силы т жести, мс

-2.

0

5

0

5

0

5

Н - высота ма тника, м;

е- эксцентриситет оси камеры, м. при этом суммарный угол наклона образующей стенки рабочей камеры к вертикальной оси выбирают из неравенства

р+у arcigft, где р - угол наклона ма тника;

у - угол наклона между образующей и вертикальной осью симметрии камеры;

ft - истинный коэффициент трени ,  вл ющийс  характеристикой конкретной рабочей среды, деталей и рабочей жидкости.

2.Устройство дл  отделочной обработки деталей, содержащее установленную посредством ма тника рабочую камеру с электродвигателем, св занную с опорой упругим элементом, отличающеес  тем, что, с целью интенсификации процесса обработки , устройство снабжено кассетой с зажимным хомутом, установленной посредством полуоси с подшипником на введенном в устройстве водиле, св занном с электродвигателем, при этом упругий элемент выполнен в виде закрепленной на опоре пластичной диафрагмы, а камера выполнена в виде барабана в форме усеченного конуса и расположена в кассете, котора  св зана с диафрагмой посредством ма тника.

3.Устройство по п.2, отличающее- с   тем, что водило установлено с возможностью регулировани  его длины.

4.Устройство по пп. 2иЗ, отличающее с   тем, что ма тник установлен в диафрагме с возможностью регулировани  его длины.

7