Устройство для отделочно-зачистной обработки
Владельцы патента RU 2572685:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей в свободном состоянии. Устройство содержит установленный на станине галтовочный барабан, средства для загрузки и выгрузки деталей и привод его вращения. Барабан установлен горизонтально и выполнен из трех или более полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, на которых попеременно под углом 60° к оси полос выполнены надрезы для образования по периметру барабана кольцевых многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних и равнобедренных треугольников. По периметру барабана образованы по меньшей мере три винтовые канавки и винтовые линии основного и противоположного направлений. По всей длине барабана смонтирована пружина конической формы с плоским сечением витков и с устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. В результате расширяются технологические возможности устройства и повышается производительность обработки. 7 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей в свободном состоянии.
Известно устройство для галтовки (а.с. №1433774, кл. B24B 31/02, опубл. в БИ №40, 1988 г.), содержащее установленный на станине с приводом вращения и средствами для загрузки и выгрузки галтовочный барабан, выполненный в виде многозаходной винтовой колонны из не менее трех полос, свернутых в продольном и поперечном направлениях.
Недостатком являются ограниченные технологические возможности из-за условно цилиндрической формы галтовочного барабана и необходимости создания наклона всего галтовочного барабана для увеличения скорости перемещения обрабатываемых деталей от загрузки к выгрузке.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для галтовки (патент РФ №2186672, кл. B24B 31/02, опубл. в БИ №22, 2002 г.), содержащее установленный горизонтально на станине галтовочный барабан, выполненный в виде многозаходной винтовой колонны из винтовых полос, трапециевидной формы и с разными размерами по ширине с увеличением их по длине барабана в направлении от загрузки к выгрузке.
Недостатками являются ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность из-за недостаточной смешиваемости и недостаточной частоты контактирования деталей и частиц рабочих сред, отсутствия регулировки производительности и интенсивности обработки.
Техническим решением является расширение технологических возможностей, повышение производительности.
Техническое решение достигается тем, что в устройстве для отделочно-зачистной обработки, содержащем установленный на станине галтовочный барабан, средства для загрузки и выгрузки деталей, привод вращения, галтовочный барабан установлен горизонтально и изготовлен из трех или более полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине галтовочного барабана от загрузки к выгрузке, на которых, попеременно с их противоположных сторон под углом 60° к оси полос, выполнены, посредством фрезерования или обработкой давлением, зоны ослабленного сечения в виде надрезов со скошенными стенками для образования по периметру галтовочного барабана кольцевых многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке с образованием по периметру галтовочного барабана трех и более винтовых канавок и винтовых линий основного и противоположного направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий от загрузки к выгрузке, при этом по всей длине галтовочного барабана смонтирована пружина конической формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения галтовочного барабана, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции устройства для отделочно-зачистной обработки.
Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление галтовочного барабана позволяет обеспечить осевое перемещение деталей и частиц рабочих сред от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения галтовочного барабана, что упрощает эксплуатацию в связи с отсутствием уклона устройства для отделочно-зачистной обработки.
Новизна обусловлена тем, что галтовочный барабан выполнен многозаходным с образованием по периметру галтовочного барабана трех и более винтовых канавок и винтовых линий основного и противоположного направления с переменным, увеличивающимся шагом от загрузки к выгрузке, поэтому наряду с интенсификацией процесса смешивания деталей и частиц рабочих сред обеспечивается не только их перемещением вдоль горизонтальной оси галтовочного барабана, что исключает необходимость монтажа галтовочного барабана под углом к горизонту, т.е. обеспечивается не только осевое перемещение деталей и частиц рабочих сред при горизонтальном расположении оси вращения, но и повышается интенсивность обработки, расширяются технологические возможности.
Новизна предложения заключается в том, что площадь и форма продольного сечения галтовочного барабана изменяются от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред по мере их перемещения от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что за счет скручивания полос трапециевидной формы переменной ширины в поперечном направлении образованы внутри галтовочного барабана криволинейные поверхности различной кривизны в каждом поперечном сечении по длине галтовочного барабана, что не только изменяет траекторию движения рабочих частиц и обрабатываемых деталей в каждой точке криволинейной поверхности галтовочного барабана, но и ускоряет процесс их движения, повышает производительность обработки, расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что галтовочный барабан по периметру снабжен тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. ломанными винтовыми линиями основного и противоположного направлений винтовых линий, шаг которых изменяется от загрузки к выгрузке и соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками основного и противоположного направления внутри галтовочного барабана, что увеличивает скорость перемещений обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред от загрузки к выгрузке, повышает производительность, расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что шаг винтовых линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что обеспечивает повышение скорости продольного перемещения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что площадь и форма поперечного сечения галтовочного барабана изменяются от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред по мере их перемещений от загрузки к выгрузке, увеличивает интенсивность, энергоемкость и частоты их взаимодействия, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что галтовочный барабан выполнен с внутренними криволинейными поверхностями вогнутой формы относительно оси вращения галтовочного барабана с центрами кривизны, расположенными внутри галтовочного барабана, что нарушает стационарность движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред, интенсифицирует и завихряет их потоки, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что винтовые поверхности и винтовые канавки завихряют потоки обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред, что повышает производительность.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны векторы скорости движения рабочей среды и подлежащие обработке детали при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса отделочно-зачистной обработки и расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что внутри галтовочного барабана со сложной внутренней поверхностью в виде сочетания двух криволинейных поверхностей в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что внутри по всей длине галтовочного барабана смонтирована пружина конической формы, которая не только обеспечивает движения частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей от загрузки к выгрузке, но и осуществляет поджатие внутри галтовочного барабана частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей, что расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что смонтированная внутри галтовочного барабана пружина снабжена устройством для изменения шага витков, что позволяет влиять на характер движения частиц рабочей среды и подлежащие обработке детали внутри галтовочного барабана и обеспечивает регулирование скорости их перемещения от загрузки к выгрузке.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен общий вид устройства для отделочно-зачистной обработки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; фиг. 3 - галтовочный барабан, вид спереди; фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - полоса трапециевидной формы, общий вид с размеченными зонами ослабленного сечения - надрезами; на фиг. 6 - сечение А-А на фиг. 5; на фиг. 7- полоса трапециевидной формы после скручивания в продольном направлении относительно собственной продольной оси симметрии и сгиба по винтовой линии в поперечном направлении на конусной оправке.
Предлагаемое устройство для отделочно-зачистной обработки состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы. На станине закреплен привод главного движения, состоящий из электродвигателя 2, редуктора 3 и четырех роликовых опор 4. Галтовочный барабан 5 снабжен двумя ободами 6 и 7, которые опираются на роликовые опоры 4. На станине 1 смонтировано средство для загрузки 7 и разгрузки 8, а также бункер 9 для отходов.
Над бункером 9 в галтовочном барабане 5 выполнены отверстия 10 для удаления отходов (облой, металл заусенцев, окалина и т.п.).
Для обеспечения дополнительного продольного перемещения и регулировки скорости продольного движения частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей внутри галтовочного барабана 5 смонтирована пружина конической формы 11, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка скорости движения частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей внутри галтовочного барабана 5 с помощью пружины 11 может производиться в процессе транспортировки частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей внутри галтовочного барабана 5 от загрузки к выгрузке. Пружина конической формы 11 с одной стороны крепится внутри галтовочного барабана 5 к загрузочному устройству 7, а со стороны выгрузки пружина конической формы 11 крепится к стойке 12, которая смонтирована на станине 1.
Галтовочный барабан 5 изготовлен из трех или более полос трапециевидной формы, например на фиг. 3, фиг. 4, шести полос 13, 14, 15, 16, 17, 18 с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине галтовочного барабана 5 и образованием шести винтовых линий основного направления с переменным увеличивающимся шагом S1 и шестью винтовых линий противоположного направления с переменным увеличивающимся шагом S2. На фиг. 3 и фиг. 4 показаны утолщенными линиями одна из шести винтовых линий 19, 20, 21, 22, 23, 24 основного направления и одна из шести винтовых линий противоположного направления 35, 26, 27, 22, 28, 29.
Таким образом галтовочный барабан 5 выполнен из трех или более полос трапециевидной формы, например на фиг. 3, фиг. 4, шести полос 13, 14, 15, 16, 17, 18 с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине галтовочного барабана 5, на которых для образования по периметру галтовочного барабана 5 кольцевых многогранных поверхностей А, Б, В, Г, Д и т.д. из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних 30 и равнобедренных 31 треугольников, например, кольцевой многогранной поверхности, что упрощает изготовление. Для этого на полосе трапециевидной формы, например полосе 13, попеременно с противоположных сторон под углом 60° к оси полосы выполнены зоны ослабленного сечения - надрезы (фиг. 5), например на полосе 13 надрезы 32 и 33 со скошенными стенками посредством фрезерования или обработкой давлением и т.п. Геометрия и величины углов λ, γ, ω, ψ, α, β скосов надрезов (фиг. 6) и их взаимное расположение определяют углы наклона равносторонних треугольников 30 и равнобедренных треугольников 31 друг к друг. Каждая из полос трапециевидной формы 13, 14, 15, 16, 17, 18 скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, например, как полоса трапециевидной формы 13 (фиг. 5), у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из ее концов и повернут другой конец полосы в заданном направлении, относительно продольной оси 01-01. Скручивание каждой полосы обеспечивает дополнительное искривление поверхности галтовочного барабана 5. Скрученную таким образом полосу 13 размещают на конической оправке 34 (фиг. 7) и изгибают так, чтобы кромки полосы разместились в поперечном направлении по винтовой линии. При этом полоса деформируется и ее либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом деформируют остальные полосы, образующие галтовочный барабан 5. Далее три, четыре, пять, шесть и более деформированных таким образом полос соединяют известными методами по боковым винтовым кромкам. Скручивание каждой полосы трапециевидной формы обеспечивает дополнительное искривление поверхности галтовочного барабана 5 и поверхностей равносторонних и равнобедренных треугольников 30 и 31. Полосы 13, 14, 15, 16, 17, 18 после сгиба соединяют друг с другом боковыми сторонами известными методами, например сваркой, с образованием по периметру галтовочного барабана 5 винтовых линий и внутренних винтовых канавок основного и противоположного направления с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий от загрузки к выгрузке галтовочного барабана 5.
Предлагаемое устройство для отделочно-зачистной обработки работает следующим образом.
В галтовочный барабан 5 через средство 7 для загрузки беспрерывно загружается рабочая среда и подлежащие обработке детали. При вращении галтовочного барабана 5 частицы абразивных сред и обрабатываемые детали, поданные через загрузочный патрубок средства для загрузки 7, перемещаются с помощью винтовых канавок, совершают движение с большей скоростью, причем эта скорость с увеличением шага винтовых линий по длине галтовочного барабана 5 увеличивается, и выводятся из установки в средство для выгрузки деталей 8.
Таким образом, при вращении галтовочного барабана 5 рабочая среда и детали совершают движение по винтовым линиям и выгружаются из барабана 5 в средство для разгрузки 8. Отходы обработки (облой, металл, заусенцы, окалина и т.п.) через отверстие 10 выводятся из барабана 5 в бункер 9 для отходов. Пружина конической формы 11 обеспечивает не только регулирование скорости перемещения частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей внутри галтовочного барабана 5, но и обеспечивает их поджатие по длине галтовочного барабана 5, интенсифицируя таким образом процесс обработки, и обеспечивает расширение технологических возможностей.
Технико-экономические преимущества возникают за счет создания внутри галтовочного барабана 5 винтовых линий и винтовых канавок с переменным шагом и криволинейной формы равносторонних и равнобедренных треугольников, а также размещенной внутри пружины конической формы.
Устройство для отделочно-зачистной обработки, содержащее установленный на станине галтовочный барабан, средства для загрузки и выгрузки деталей и привод вращения, отличающееся тем, что галтовочный барабан установлен горизонтально и выполнен из трех или более полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, увеличивающимися по длине галтовочного барабана от загрузки к выгрузке, на которых попеременно с противоположных сторон под углом 60° к оси полос выполнены путем фрезерования или обработкой давлением зоны ослабленного сечения в виде надрезов со скошенными стенками для образования по периметру галтовочного барабана кольцевых многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке с образованием по периметру галтовочного барабана трех и более винтовых канавок и винтовых линий основного и противоположного направлений с переменным шагом винтовых линий, увеличивающимся от загрузки к выгрузке, при этом по всей длине галтовочного барабана смонтирована пружина конической формы с плоским сечением витков и с устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
