Устройство для центробежно-планетарной обработки деталей

 

Изобретение относится к машинам планетарного типа для зачистки заусенцев, скругления острых кромок, шлифования, полирования, поверхностного упрочнения и других видов отделочных работ с применением свободно насыпанного обрабатывающего материала и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение производительности. Устройство содержит водило 1, на котором установлены барабаны 3 с вертикальной осью вращения 4, распределитель 5 смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), приемник-вибротранспортер 6 рабочей среды, источник 7 подачи СОЖ, привод 9, выполненный с возможностью реверсивного вращения и регулирования скоростей. В днище барабана 3 выполнен полый выступ 10, в плане имеющий форму кольцевого сектора с наружным радиусом R, равным половине внутреннего диаметра D барабана 3, и внутренним радиусом R, равным половине диаметра D загрузочного отверстия барабана. В продольном окружном сечении выступ имеет форму трапеции с высотой H, равной диаметру D загрузочного отверстия барабана. Длина верхнего основания трапеции L равна (1,2-1,4) H, а острый угол α между нижним основанием трапеции и ее наклонной стороной равен 25-35°. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„1549727

А1 (51) 5 В 24 В 31/104

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

r1Q ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4432012/40-08 (22) 30.05 ° 88 (46) 15,03,90 ° Бюл, 11- 10 (72) Э.11.Гаранин, И.Ф.1(узьмин, Е.С,Первушин, В.Т.клюев, В,А.Протопопов и Н,Б.красников (53) 621.924 ° 7(088,3) (56) Авторское свидетельство СССР

М 878521, кл. В 24 В 31/104, 1977.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНО-ПЛАНЕТАРНОЙ ОБРАБОТ1И ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к машинам планетарного типа для зачистки sayсенцев, скругления острых кромок, шлифования, полирования, поверхностного упрочнения и других видов отделочных работ с применением свободно насыпанного обрабатывающего материа1549727 ла и может быть использов.ано в машиностроении, приборостроении и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения — повышение производи5 тельности. Устройство содержит водило 1, на котором установлены барабаны 3 с вертикальной осью вращения 4, распределитель 5 смазочно-охл.вкдаю:щей жидкости (СО) .(), приемник-вибротранспортер 6 рабочей среды, источник 7 подачи СОИ, привод 9, выполненный с возможностью реверсивного вращения и регулирования скоростей, В днище барабана 3 выполнен полый выс- 15

Изобретение относится к классу машин планетарного типа для зачистки заусенцев, скругления острых кромок, шлифования, полирования, поверхностного упрочнения деталей и других видов отделочных работ с применением 25 свободно насыпанного обрабатывающего материала (абразив, абразивные гранулы, бой абразивных кругов, шары и т,п.) и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других отраслях народного хозяйства, Целью изобретения является повышение производительности за счет увеличения рабочего объема барабана при тех же габаритных размерах и дополнительной циркуляции рабочей среды, а также за счет обеспечения режимов обработки деталей как на малой, так и на большой частоте вращения водила и барабана. 40

На фиг. 1 показано устройство, вид спереди; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез E-В на фиг. 2; на фиг. 5 — поперечный раз- 45 рез барабана (Г-Г на фиг. 1); на фиг. 6 — продольный разрез барабана при диаметрально противоположных положениях выступа и бруска рабочей среды в центробежном поле; на 4жг. 7— продол ьный р азр ез б ар аб ана при совмещенном положении выступа и бруска рабочей среды в центробежном поле.

Устройство содержит водило 1, на котором в подыипниках 2 установлены

55 барабаны 3 с вертикальной осью 4 spaщения, распределитель 5 смазочно-охлаждающей жидкости (СОИ), расположенный соосно на водиле 1, приемник-вибтуп 10, в плане имеющий форму кольцевого сектора с наружным радиусом

R равным половине внутреннего диаметра D барабана 3, и внутренним радиусом r равным половине диаметра d загрузочного отверстия барабана. В продольном окружном сечении выступ имеет форму трапеции с высотой h„ равной диаметру d загрузочного отверстия барабана. Длина верхнего основания трапеции 1. равна (1,2-1,4)h, а остный угол о(между нижним основанием трапеции и ее наклонной стороо ной равен 25-35 . 7 ил. ротранспортер 6 рабочей среды, размещенный под барабанами 3 соосно водилу, источник 7 подачи СОИ, связанный с распределителем 5 СОИ через трубопровод S, привод 9.

В днище барабана 3 выполнен полый выступ 10, в плане имеющий форму кольцевого сектора (фиг. 2) с наружным радиусом R, равным половине внутреннего диаметра D барабана 3 (R =

= 0,5D), и внутренним радиусом r, равным половине диаметра d загрузочного отверстия барабана (r = 0,5d) В продольном окружном сечении выступ имеет форму прямоугольной трапеции (фиг. 3) с высотой h, равной диаметру d загрузочного отверстия барабана. Длина верхнего основания трапеции 1 равна (1,2-.1,4)h, где h— высота трапеции, а острый угол между нижним основанием трапеции и ее наклонной стороной равен 25-35

Торец выступа со стороны прямоугольной части открыт и является входным окном 11 (фиг. 4) в его полость, внутренняя высота которого h а ширина Ь.

В днище барабана под наклонной частью выступа имеется выходное окно 12 (фиг. 5), выполненное в форме кольцевого сектора, наружный и внутренний радиусы (R, r) которого равны соответственно наружному и внутреннему радиусам выступа, Наименьшее расстояние 1 между входным окном и началом выходного окна (фиг. 3) равно (1,2.—

1,4)h где h — внутренняя высота выступа, длина выходного окна 1 равна

1 1 = 11 tan.

5 15

Внутренняя поверхность барабана 3, включая поверхность выступа 10, облицована износостойКим материалом (например, полиуретаном) °

Планетарное движение барабанов обеспечивается с помощью шестерен-сателлитов )3, жестко связанных с ба-. рабанами 3, и солнечной шестерни 14, которые соединены между собой паразитными шестернями 15. 1< загрузочным горловинам барабанов подведены загрузочные лотки 16.

Приемник-вибротранспортер 6 снабжен коробком 17.

На фиг. 1, 6, 7 обозначены бруски

18, 19, образованные рабочей средой под действием центробежного поля, и вертикальная плоскость 20, касательная к окружности диаметра d загрузочного отверстия барабана, Устройство работает следующим образом.

Рабочая среда (детали и обрабатывающий материал) в определенном количестве и соотношении, согласно технологии, загружается в барабаны 3 через загрузочные лотки 16. Количество загрузки должно быть таким, при котором суммарный насыпной объем рабочей среды равен или несколько меньше рабочего объема V барабана, заключенного между внутренней стенкой барабана, ограниченной радиусом R D/2, и вертикальной плоскостью 20 (фиг.7), касательной к окружности диаметра загрузочного отверстия. При определении рабочего объема V барабана используется высота барабана Н,, равная: Н, = Н вЂ” h „ где Н вЂ” полая высота барабана; 1», — наружная высота выступа (фиг. 7).

Указанное количество загрузки рабочей среды обусловлено тем, что при работе устройства рабочая среда под действием сил центробежного поля принимает в барабане форму вертикального столба, именуемого в дальнейшем бруском рабочей среды (см. поз. 18, 19 на фиг. 1,6,7). Наибольшая BplcoTa hp бруска рабочей среды равна h -0 5(D-д) ° при большей высоте бруска рабочей среды происходит выброс деталей и обрабатывающего материала через открытое загрузочное отверстие барабана под действием сил центробежного поля, что не допустимо. Поэтому в планетарно-вращающихся барабанах открытого типа (т.е. с открытыми загрузочными

49727 горловинами) количество з агрузки должно быть таким, при котором высота

h бруска рабочей среды в цеитробеж5 ном поле равна или несколько меньше величины 0,5 (D-d), т. е. суммарный насыпной объем рабочей среды должен быть равен или несколько меньше объема, заключенного между внутренней стенкой барабана, ограниченной радиусом R = D/2, и вертикальной плоскостью 20, Выпадание рабочей среды из загруженных барабанов через выходное ок15 но 12 выступа 10. Ие происходит, так как ьйвкду входным окном 11 и начапом выходного окна 12 имеется достаточное перекрытие 1, = (1,2-1,4)h, определенное экспериментально с учетом ес20 тественного угла откоса рабочей среды.

При включении привода 9 начинает вращаться водило 1 в определенном направлении, барабаны 3 приводятся в

25 планетарное вращение с помощью шестерен-сателлитов 13, Обкатывающихся вокруг неподвижной шестерни 14 через паразитные шестерни 15, направление вращения барабанов вокруг собственных

30 осей противоположно направлению вращения водила и должно быть направлено в сторону наклонной части выступа 10 .(фиг, 2).

В результате действия центробежных сил на рабочую среду, возникающих от сложного вращения барабанов вокруг оси 4 водила и вокруг собственных осей, происходит циркуляция (интенсивное перемещение) рабочей

4О среды в поперечных плоскостях, т.е. в плоскостях, перпендикулярных оси вращения барабана, характерная для классической центробежно-планетарной обработки деталей, Помимо обычной циркуляции рабочей среды в барабане происходят дополнительные продольно-поперечные перемещения рабочей среды благодаря наличию выступа в днище барабана, которые образуются следующим образом, При вращении барабана вокруг собственной оси выступ 10 периодически (с частотой, равной частоте вращения барабана) то вклинивается под брусок рабочей среДы (фиг ° 7), тО ВыхОДит иэ под него (фиг, 6), тем самым заставляя брусок принимать разные положения, т.е ° брусок рабочей среды то сужается (см. положение бруска 18

7 1549727 8 на фиг. 6), то утолщается (см. положение бруска 19 на фиг. 7), изменяя при этом высоту бруска (Ь, h ) и

3 его длину (Н, И,), в итоге рабочая среда получает дополнительные про5 дольно-поперечные перемещения.

Для того, чтобы .сообщить дополнительные перемещения всей рабочей среде ширина 3, выотупа принимается равной В, = R — r или несколько больше.

Угол между наклонной стороной выступа и днищем принят (25-35) экспериментально, при этом угле обеспечивается плавное вклинивание выступа под брусок рабочей среды, исключаются повреждения деталей и обеспечивается достаточная длина выходного окна, 12.

В результате обычной циркуляции и дополнительных перемещений рабочей среды происходит интенсивное скольжение деталей относительно обрабатывающего материала под значительным кон- 25 тактным давлением, благодаря чему осуществляется зачистка заусенцев, скругление острых кромок, шлифование наружных поверхностей деталей.

В барабаны 3 во время обработки деталей подается СОЖ от источника 7 подачи через трубопровод 8 и вращающийся распределитель 5, которая проходит через брусок рабочей среды и сливается через выходное окно 12 выступа 10, приемник-вибротранспортер 6 в бак источника 7 подачи СОИ, Таким образом, во время обработки деталей происходит непрерывная циркуляция СОЖ через зону обработки, бла- 40 годаря чему из рабочей среды уносятся продукты истирания деталей и абразивы, замедляется засаливание абразива, устраняется пылеобраэование, понижается температура в зоне обработки.

После завершения цикла обработки выгрузка рабочей среды осуществляется вращением водила в противоположную сторону, т.е. в направлении, при котором барабаны вокруг собственных осей будут вращаться в направлении прямоугольной части выступа, т.е. в сторону входного окна. В этом случае выступ при вращении барабана вокруг собственной оси набегает своим входным окном 11 на брусок рабочей среды, которая при этом постепенно через выходное окно 12 выгружается в приемник-вибротранспортер 6, а затем в короб 17. При выгрузке устанавливается меньыая частота вращения водила с целью исключения возможного повреждения деталей. Затора рабочей среды при выгрузке не происходит, так как внутренняя высота входного окна h равна диаметру загрузочного отверстия или несколько больше, а ширина входного

D d окна Ь (Ь = — — -) больше диаметра

2 2 загрузочного отверстия, поэтому в ба" рабанах открытого типа оптимальное соотношение внутреннего диаметра барабана D и диаметра загрузочного отверстия равно П/d = 4,2-6,4.

Кроме того, на участке входного окна выступа отсутствует сужение, так как длина прямоугольной части выступа равна 1 = (1,2-1,4)h или несколько болыпе (т.е. не менее величины перекрытия 1,, см. фиг. 3); выходное окно 12, расположенное под наклонной частью выступа, иМеет в плане контур входного участка выступа, т.е. их наружные и внутренние радиусы равны, поэтому ширина входного окна равна ширине выходного окна (т.е. сужение отсутствует), длина же выходного окна 1 больше высоты h входного окна, так как 1 = h ctg I = h-ctg (25-35 )= (1,4-2)1, т.е. площадь выходного окна больые площади входного окна, После выгрузки рабочей среды в барабаны загружаются следующие порции деталей совместно с обрабатывающим материалом и цикл повторяется.

Формул а изобретения

Устройство для центробежно-планетарной обработки деталей, содержащее установленные на приводном водиле с вертикальной осью вращения барабаны с открытыми загрузочными отверстиями, приемник-вибротранспортер рабочей среды, размещенный под барабанами соосно водилу, источник подачи и распределитель СОЖ, расположенный соосно на водиле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения производительности, в днище барабанов выполнен полый выступ, по форме кольцевого сектора с наружным радиусом, равным половине внутреннего диаметра барабана, и внутренним радиусом, равным половине диаметра загрузочного отверстия барабана, при этом в продольном окружном сечении выступ выполнен в форме прямоугольной трапе1549727

1О цни, высота h которой равна диаметру загрузочного отверстия барабана, длина верхнего основания трапеции равна 1,2 — 1,41I, а острый угол между нижним основанием трапеции и ее наклонной стороной равен 25 — 30, причем торец выступа со стороны прямоугольной части выполнен открытым с образованием входного окна, а в днище барабана под наклонной частью выступа выполнено выходное окно по форме кольцевого сектора, наружный и внут р еH HH I I p GQH g CI l K OT Op O I O p BB Hbl соответственно наружному и внутренl нему радиусам выступа, при этом рас" стояние между входным и выходным окнами равно 1,2 — 1,4h, при этом

III привод выполнен реверсивным.

Составитель II,Ôèíí

Техред Л. Сердюкова

Корректор Т.Палий

Редактор М.Бандура

Тираж 609

Подписное

Заказ 234

ВНЯКПЯ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг. б

1549727

Г-Г