SU738838A1 - Способ сн ти заусенцев и отделки поверхностей абразивной массой - Google Patents

Description

. 1 Изобретение относитс  к способам финишной обработки деталей свободным абразивом, в частности деталей сложного профил , имеющих заусенцы , рас полрженные в труднодоступных местах (детали типа зубчатых колес, дисков и лопаток газотурбинных двигателей, топливна  аппаратура и т.д.). Известен способ сн ти  заусендев и отделки поверхностей абразивной массой, заключающийс  в ее многократном продавливании вдоль обрабатываемых поверхностей деталей с оги банием их кромок 1. При необходимости эффективного удалени  этим способом крупных заусе цев и получени  в то же врем  высокой чистоты обрабатываемых поверхностей обработку производ т в две операции. , На первой операции снимают заусен цы и скругл ют кромки более крупнозернистой пастой, повБма  таким образом скорость удалени  заусенцев за счет увеличени  режущих свойств крупнозернистого абразива. На второй операции производ т по . лирование кромок и остальных обраба ваемых поверхностей мелкозернистой Застой. В первом случае нельз  получить окого качества поверхности, ведеже процесса в две операции снижапроизводительность . Цель изобретени  - увеличение . изводительности и повышение каче а обрабЬтки. Это достигаетс  тем, что абразивмассе в направлении ее продавлии  дополнительно сообщают вибрации. С целью обеспечени  эффективного лени  заусенцев обработку осущел ют при условии АИ. - амплитудное значение скорости накладываемых на аб- j разивную массу вибраций; .аш - амплитудное значение скорости в процессе перепрессовани  . Амплитудное значение рёзуль.тируюскорости движени  абразивной масотносительно обрабатываемой детавыбирают из услови  . . - минимальное амплитудное значение результирующей скорости движени  аРразивной массы относительно детали,

,  вл ющейс  скоростей накладываемых на абразивную массу вибраций и процесса продавлйвани ;

К посто нна  величина; d, - толщина заусенца у основани ;

ъ длина заусенца; БЗ,)-. разрушающее напр жение материала заусенцев при заданном числе циклов; Q - коэффициент сопротивлени  заусенцевj р - плотность абразивной f

массы. .

изобретение по сн етс  чертежами, где на фиг.1 изображена схема одного из возможных устройств, реализуюцщх предложенный способ; на фиг,2 - одна из возможных деталей, подлежащих обработке предложенным способом, с указанием имеющихс , на них заусенцев; на фиг. 3 - расчетна  схема действи  сил на заусенцы; на фиг. 4 - типовые графики результирующих скоростей движени  абразивной массы относи-тельно детали,  вл ющихс  суммой скоростей накладываемых на абразивную масссу вибраций и процесса продавлйвани  абразивной массы, в функции времени; на фиг. 5 - графики зависимости мёжду разрушающими напр жени ми в материалезаусенцев и число: циклов до их разрушени .

Согласно описываемому способу абразивную пасту 1 многократно перепрессуют с амплитудой а и частотой ш в направлении стрелок Б через полость В обрабатываемой детали 2, закрепленной в приспособлении 3, например, поршн ми 4 и 5 гидроцилиндров б и 7.

.Возвратно-поступательное движение поршней :4 и 5 с амплитудой а и частотой «J задают любым из известных устройств, например гидравлическим , когда штокова  полость каждого из гидроцилиндров поочередно соедин етс  с напорной или сливной магистралью Системы гидравлики, или механическим.- через кривошипно-шатунный механизм, осуществл ющим синхронное движение поршней 4 и 5.

Стремление к увеличению объема перепрессовываемой массы (чем больше объем массы, тем бЙлгЬшее количество зерен участвует в работе и тем дольше созсрай ютс  их режуп1ие свойства, ог- ранйчивают же объем абразивной мас;см приемпемые габариты устройства, реализующего способ) влачат за собой Увеличение хода поршней, т„е. двой/ной амплитуды 2а и обеспечивает малую

частоту процесса, например, при ходе поршн  пор дка 100-300 мм цикл одной перепрессовки длитс  10-15 сек, иногда до 1 мин.

Таким образом, процесс перепрессовани  абразивной массы представл ет собой низкочастотное периодическое движение, в частности,.гармонический процесс, если движение поршней задают по закону синуса или косинуса.

Отличительной особенностью предложенного способа  вл етс  то, что абразивной массе в процессе её продавливани  сообщгиот вибрации с частотой Л и амплитудой А в направлении перепрессовани  (показано пунктирными стрелками на фиг.1), причем дл  обеспечени , эффективного удалени  заусенцев отношение произведе|ний амплитуды на частоту сообщаемых абразивной массе вибраций ASi и процесса перепрессованИ  массы аои принимают большим единицы, т.е. AS

7,

(1)

а амплитудное значение результирующей (суммарной) скорости движени  абразивной массы относительно детали назначают из услови :

- -к|1|Ш,с (2

гдеА5г,аш- амплитудное значение скоростей накладываемых на абразивную массу вибраций и процесса перепрессовани  соответственно

(,

л5г

т инимальное амплитудное

тмп значение результирующей скорости,  вл ющейс  . суммой скоростей обоих

процессов, (); К - посто нна ;

к , - толщина заусенца у основани  и длина заусенца соответственно, (М); GJJ - разрушающее напр жение материала заусенцев при определенном числе циклов , (Т1о( ,

С - коэффициент сопротивлени  заусенцев;

Р - плотность абразивной массы , кг/м

Указанными соотношени ми (1) и (2) обеспечивают выполнение двух следующих условий услови  изменени  направлени  вектора результирующей скорости абразивной массы относительно ;п;етсши на Противоположное за каждый пёриод накладываемых вибраций услови  упругопластического передефорг даровани  заусенцев за каждый тгериоД накладываемых вибраций.

При соблюдении этих условий заусенцы не только постепенно срезаютс  абразивными частицами, но и циклически многократно передеформируютс  с частотой накладываемых вибраций, в результате чего исчерпываетс  их несуща  способность и они отламываютс  у своего основани . Чем большие напр жени  создаютс  в материале заусенца в процессе обра ботки, тем меньшее число циклов пере деформировани  требуетс  дл  удалени заусенцев. На фиг. 2 показано диаметральное сечение обрабатываемой детали 2, например , со сквозным отверстием В,при чем на пересечении отверсти  В с плоскостью, расположенной со стороны выхода инструмента, применённого на предшествующей операции, имеютс  зау сенцы С. Заусенец представл ет собой по су ществу жестко защемленную балку, на которую действует нагрузку q от продавливаемой через отверстие абразив ной массы. На фиг..4 представлены типовые графики скорости V перепрессовани  QUuSinujt (пунктирные линии), наклады ваемых вибраций ASlsinSi-t (штрих пунктирные линии) и результирующей CKOpocTH/o it)5itti«i AStsihS.t| (сплошные линии) движени  абразивной массы относительно детали в функции времени .Результирующие колебани   вл ютс  сложными, гармоническими колебани ми, причем характер этих колебаний зависит от соотношени  амплитудных значениТ Яои и ASl скоростей. При A5l.) (фиг. 4а) вектор результирующей скорости (сплошна  лини ) мен ет знак на обратный только за период перепрессовани  Т (на фиг. 4 б,в он одинаков и равен Tf,), при A.St (фиг.4б) вектор результирующей скорости уже мен ет знак за период накладываемых вибраций Tg, но амплитудное значение скорости АЭ., |еще мало, намного меньше А Q , и не может создать в корневом сечении заусенца требуемой величины напр жени  обратного знака. При (на фиг. 4в прин то )вектор результирующей скорости мен ет знак за период накладываемых вибраций Tg и- амплитудное зна чение скорости АSl - растет и приближаетс  к значению . Очевидно, что при дальнейшем увеличении Л51, т.е. АЯ au) л « -,„ А а „ А Дй.. Т.о. физический смысл выполнени  условий (1) и (2) заключаетс  в том, что при обработке деталей предложенным способом удаление заусенцев прои ходит не только за счет режущего действи  частиц абразивной массы, но и за счет их упругопластического перёдеформировани  с частотой накладываемык вибраций. При движении абразивной массы вниз вдоль отверсти  В детали2 ;(фиг.2) заусенцы С упругопластически деформируютс  наружу отверсти  В, при движении же абразивной массы |заусенцы должны деформироватьс  внутрь отверсти , т.е. многократно передеформируютс  (изгибаютс ) в про тивоположных напЬ1авлени х относительно своего основани . При этом в материале заусенцев, ос обенно в его опасном сечении - в основании заусенца - происходит развитие имеющихс  и зарождение новых дефектов структуры - линий скольжени , трещин, в результате чего по мере увеличени  количества циклов нагружени  исчерпываетс  несуща  |способность заусенцев и они разрушаютс  у своего основани . Число циклов до разрушени  будет зависеть от того, какое значение разрушающего напр жени  ((5) заложено в соотношении (2). На фиг. 5 представлен в логарифмических координатах типичный график усталостной кривой, выражающий качественную зависимость между разрушающим напр жением б и числом циклов до разрушени  N. Из графика следует, что если амплитудное значение напр жени  будет на уровне предела прочности 6, то разрушение произойдет в результате развитых упругопластических деформаций при числе циклов 4в (как показывают эксперименты, пор дка 1-10, т.е. N 1-10) . Если же напр жени  в образце не превышают предела усталости G-i, то материал разрушитс  по истечении N(j-.,) циклов при деформаци х в пределах упругости. Значение Ng- обычно больше 10 , циклов и принимаетс  N 10. Отсюда следует, что значение ((5j7 в уравнении (2) следует назначать близким к значению ff-i материала заусенцев. Если дл  конструкционных материалов предел прочности составл ет пор дка 30-60 кг/мм , то дл  заусеи;цев , как показывают наши предварительные эксперименты, эта величина более чем на пор док меньше и составл ет около 20-100 кг/см. Дело в том, что материал заусенцев сильно отли|чаетс  по своим прочностным характеристикам от свойств исходного материала . Заусенцыр образуюидае в процессе резани  (а процесс резани  не что |иное, как процесс пластической деформации , доведенной до .разрушени ), предельно наклепаны и, следовательно , охрупчены и имеют множество дефектов структуры - линии, скольжени  и трещины, т.е. концентраторов напр жени , снижающих, как известно,

Claims (3)

1. Формула изобретения 20

   1Способ снятия заусенцев и отделки поверхностей абразивной массой,заключающийся в ее многократном продавливании вдоль обрабатываемых поверх- 25 ностей деталей с огибанием их кромок, ό т л и чающи й с я тем, что, с целью увеличения производительности й повышения качества обработки, абразивной массе в направлении ее 30 продавливания дополнительно сообщают вибрацию.
2. 2. Способ по π.1, о т л и ч а ющ и й с я' тем, что, с целью обеспечения эффективного удаления зау- 35 сенцев,' обработку осуществляют при условии

   AS1 где Aft - амплитудное значение скорости, накладываемых на абразивную массу вибраций, сию - амплитудное значение скорости в процессе прессования.
3. 3. Способ поп.З, отличающийся тем, что амплитудное значение результирующей скорости движения абразивной массы относительно обрабатываемой детали выбирают из условия:

   где - минимальное амплитудное значение результирующей скорости движения абразивной массы относительно детали, являющейся суммой ско. ростея, накладываемых на абразивную массу вибраций и процесса продавливания;

   К - постоянная величина;

   - толщина заусенца у основания;

   Ц- длина заусенца; разрушающее напряже¹ ние материала заусенцев при заданном числе циклов;

   С - коэффициент сопротивления заусенцев;

   р- плотность абразивной массы.