Способ обработки материалов жидкостью

 

Изобретение относится к обработке материалов с использованием давления рабочай среды и касается, в частности, финишной операции обработки поверхности материалов. Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа обработки давлением рабочей среды. Над обрабатываемым материалом устанавливают рабочий орган, включающий неподвижную головку 1 с каналом 2 для подачи жидкости и вращающаася транспортное звено 4 со сквозными отверстиями, периодически совпадающими с каналом 2 и заполненными через него объемом жидкости, большим объемом самого отверстия за счет того, что в канале 2 жидкость находится под давлением. Жидкость заполняет канал 5 с образованием выпуклого мениска. Скорость вращения транспортного звена установлена такой, чтобы время контакта жидкости, находящейся в канале 5, с обрабатываемым материалом было меньше времени релаксации вязкого тачаниа жидкости, которая в этом случае вадат сабя как упругоа тало. Выступающие неровности обрабатываемо^ го матариала 7 испытывают гидравличаский удар, приводящий к их съаму или пластичаскому деформированию. 3 ил.(Лс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 B 21 D 26/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К)

О (л)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4668942/27 (22) 30.03.89 (46) 15.02,92, Бюл. М 6 (71) Ковровский филиал Владимирского политехнического института (72) Е, П. Тетерин (53) 621.7.044(088.8) (56) Тихомиров P. А, и др, Гидрорезание судостроительных материалов, Л.: Судостроение, 1987, с. 35. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

ЖИДКОСТЬ Ю (57) Изобретение относится к обработке материалов с использованием давления рабочей среды и касается, в частности, финишной операции обработкй поверхности материалов, Цель изобретения — расширение технологических возможностей способа обработки давлением рабочей среды. Над обрабатываемым материалом уста Изобретение относится к финишной технологии обработки материалов и может быть использовано в машиностроении, оптической и других отраслях промышленности, где требуется финишная обработка поверхности.

Известен способ ультразвукового резания твердых материалов, заключающийся в том, что под действием колеблющегося с ультразвуковой частотой вибратора в жидкой среде, содержащей абразивный порошок, возникают ультразвуковые волны, вовлекающие в колебательное движение частицы абразива, которые, ударяясь о повер- хность обрабатываемого материала, вызывают его съем. навливают рабочий орган, включающий неподвижную головку 1 с каналом 2 для подачи жидкости и вращающееся транспортное звено 4 со сквозными отверстиями, периодически совпадающими с каналом 2 и заполненными через него объемом жидкости, большим объемом самого отверстия за счет того, что в канале 2 жидкость находится под давлением. Жидкость заполняет канал 5 с образованием выпуклого мениска. Скорость вращения транспортного звена установлена такой, чтобы время контакта жидкости, находящейся в канале 5, с обрабатываемым материалом было меньше времени релаксации вязкого течение жидкости, которая в этом случае ведет себя как упругое тело.

Выступающие неровности обрабатываемо-. го материала 7 испытывают гидравлический удар, приводящий к их съему или пластическому деформированию. 3 ил.

К недостатку этого способа следует отнести невозможность обработки поверхности материалов без наличия в жидкой среде частиц абразива.

Известен также способ обработки материалов сверхзвуковой струей жидкости, заключающийся в том, что жидкость непрерывно истекает под большим давлением от отверстия малого диаметра и, попа-— дая на обрабатываемый материал, вызывает снятие стружки и отрыв частиц, Однако этоТ способ обработки не позволяет производить финишную обработку поверхностей материалов.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей финишных операций.

1712030

Головка 1 сориентирована относительно обрабатываемого материала 8 таким образом, что расстояние от крайней ближайшей к вертикальной оси точки окружности выходного отверстия подводяще- 5 го канала 2 до вертикальной оси равно диаметру отверстия 5 транспортного звена

4. При этом расстояние по вертикальной оси от внешней образующей поверхности транспортного звена 4 до обрабатываемого .

Это достигается тем, что в способе обработки материалов жидкостью, заключающемся в подаче жидкости на обрабатываемую поверхность с большой скоростью, жидкость подают по касательной к обрабатываемой поверхности со скоростью, обеспечивающей время ее взаимодействия с поверхностью меньше времени ее релаксации.

В предлагаемом способе жидкость подается по касательной к обрабатываемой поверхности со скоростью, обеспечивающей время ее взаимодействия с обрабатываемой поверхностью меньше времени ее релаксации, Таким образом, жидкость ведет себя как упругое тело и неровности поверхности, встречающиеся на ее пути при контакте по касательной с обрабатываемой поверхностью, срезаются или пластически деформируются, что и дает эффект финишной обработки поверхности. В то время как при непрерывной подаче жидкости в зону обработки материала в виде струи с большой скоростью, обеспечиваемой давлениями в 150-1000 МПа в известном способе, невозможно направить жидкость по касательной к обрабатываемой поверхности и обеспечить время взаимодействия жидкости с обрабатываемой поверхностью меньше времени ее релаксации и таким образом получить возможность осуществления финишной обработки поверхности, На фиг. 1 изображено устройство, позволяющее осуществить предлагаемый способ; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг.

3 — взаимное расположение устройства и обрабатываемого материала.

Устройство содержит головку 1, в которой выполнен подводящий канал 2, в котором находится жидкость под давлением Р от внешнего источника. Головка 1 жестко укреплена в неподвижной опоре 3. На головку

1 концентрично установлено транспортное звено 4 таким образом, чтобы его отверстия

5 могли совпадать с отверстием подводящего канала 2. Транспортное-звено 4 закреплено в подшипнике 6 и зафиксировано относительно головки 1, относительно которой оно может вращаться, кольцом 7, материала 8 много меньше глубины отверстия 5.

Предлагаемый способ с помощью представленного устройства реализуется следу5 ющим образом, B подводящий канал 2 подается жидкость под давлением Р, величина которого выбирается таким, чтобы при перекрывании выходного отверстия подводящего канала

10 отверстием 5 транспортного звена 4 скорость течения жидкости была бы достаточной для того, чтобы сформировался объем жидкости несколько больший объема отверстия

5 и зависел от величины зазора между

15 транспортным звеном 4 и обрабатываемым материалом 7. При вращении транспортного звена 4 относительно головки 1 одно из отверстий 5 начинает перекрывать выходное отверстие подводящего канала 2, при

20 этом в него начинает впрыскиваться жидкость, заполняющая его с образованием выпуклого мениска. Когда перекрытие отверстий прекращается, транспортное звено 4 переносит сформированный объем

25 жидкости до соприкосновения с обрабатываемым материалом, Скорость вращения транспортного звена (число оборотов) выбирается таким, чтобы время контакта жидкости с обрабатываемым материалом было

30 меньше времени релаксации вязкого течения жидкости, которая в этом случае ведет себя как упругое тело, При этом выступающие неровности обрабатываемого материала 7 испытывают гидравлический удар, 35 приводящий к их съему или пластическому деформированию. Такое действие оказывается на обрабатываемый материал при прохождении относительно него каждого из отверстий 5. Таким образом выступающие

40 неровности обрабатываемого материала испытывают периодически действующие на него гидравлические удары, что дополнительно приводит еще и к их усталостному разрушению.

45 . Пример. При использовании в качестве инструмента масла MC-20 с временем релаксации 3 10 с эффект финишной обработки поверхностей конструкционных сталей достигался при радиусе транспорт50 ного звена 100 мм; его толщине 3 мм, диаметре выходного отверстия. 2 мм и вращении со скоростью 15000 об/мин.

Предлагаемый способ по сравнению с известными финишными операциями обла5 дает следующими преимуществами.

Исключаются в процессе обработки поверхности высокие локальные высокотемпературные до 2000 С нагревы и резкие охлаждения, которые приводят к появлению в поверхностном слое обрабатываемых де1712030

55 талей необратимых неравномерных структурных изменений, в частности появлению микротрещин на поверхности.

Исключается шаржирование частицами абразива обрабатываемой поверхности. 5

Формула изобретения

Способ обработки материалов жидкостью, заключающийся в подаче жидкости на

10 обрабатываемую поверхность с большой скоростью, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем проведения финишных операций, жидкость подают по касательной к обрабатываемой поверхности со скоростью, обеспечивающей время ее взаимодействия с поверхностью меньше времени ее релаксации, 1712030

30

40

Составитель А. Сушкин

Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Редактор А. Долинич

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

Заказ 491 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5