Способ обработки мелкоразмерных деталей и устройство для его осуществления

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки, шлифования, полирования и упрочнения поверхностного слоя мелкоразмерных деталей в свободной абразивной среде. Способ обработки включает взаимодействие поверхностей обрабатываемых деталей с уплотняемой под действием центробежных сил абразивной средой, находящихся в статоре и во вращающемся роторе. Обеспечивается их совместное тороидальное движение с образованием столба из деталей и абразивной среды в виде верхней и нижней вращающихся частей при сообщении вращения статору одновременно с вращением ротора. Используют устройство, в котором ротор имеет радиальные перегородки и смонтирован с помощью подшипникового узла на жестко закрепленном полом валу. Статор с верхними ребрами смонтирован на верхнем конце упомянутого вала, который жестко установлен нижним концом в полом валу. Электродвигатель выполнен с двумя выходными концами вала, на которых установлены ведущие шкивы с возможностью передачи крутящего момента ведомым шкивам, соединенным, соответственно, со статором и ротором. В результате повышается производительность и чистота обработки поверхности мелкоразмерных деталей. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки, шлифования, полирования и упрочнения поверхностного слоя деталей в свободной абразивной среде.

Из предшествующего развития уровня техники известен «Способ обработки изделий», а.с. №252114, опубл. 10.09.1969 г.

Недостатком этого способа является сложность регулирования процесса обработки изделий и необходимость содержания в рабочей камере водной эмульсии и сжатого воздуха.

Аналогом предлагаемого способа и устройства для его осуществления является «Устройство для центробежной отделки изделий», а.с. №452481, М. кл. В24В 31/08. 1974 г. В этом устройстве рабочая камера образована стенками неподвижного контейнера и вращающимся дном, выполненным в виде чаши, при этом чаша установлена в контейнере таким образом, что между ней и дном контейнера образована дополнительная камера.

Недостатком этого способа и устройства является достаточно низкая производительность обработки, обусловленная тем, что обработка производится в недостаточно сжатой среде абразива, приводящей к снижению интенсивности взаимодействия частиц абразива с обрабатываемой поверхностью деталей, а также необходимость наличия системы подачи рабочей жидкости под давлением.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению, принятому за прототип, является «Устройство для центробежной абразивной обработки деталей», а.с. 537795, М. кл. В24В 31/08, 1976, в котором дно контейнера выполнено из нескольких, не менее двух, частей, каждая из которых снабжена индивидуальным приводом.

Недостатками этого конструкторского решения являются сложность конструкции и управления процессом взаимодействия частиц абразива с обрабатываемой поверхностью деталей, низкая скорость абразивной обработки из-за недостаточной интенсивности смешивания абразивных сред и обрабатываемых деталей.

Задачей заявляемого технического решения является повышение производительности и качества обработки поверхности мелкоразмерных деталей.

Поставленная задача решается следующим образом.

1. Способ обработки мелкоразмерных деталей в свободной абразивной среде путем соприкосновения поверхности вращающихся деталей с уплотняющейся под действием центробежных сил абразивной смесью, находящейся во вращающемся роторе, отличается тем, что путем одновременного вращения верхней и нижней части столба материала, находящегося над ротором, формируют совместное их тороидальное движение.

2. Устройство для обработки мелкоразмерных деталей в свободной абразивной среде, содержащее статор, ротор с отверстиями, выполненными в его боковых стенках, электродвигатель, подшипниковые узлы, люки, крышки, ременную или другого типа передачу, отличается тем, что на роторе, смонтированном на полом вале, и статоре выполнены аксиально расположенные ребра, а ведущие шкивы привода статора и ротора смонтированы на выходных концах вала электродвигателя.

Предлагаемый способ и устройство для его осуществления поясняются фиг. 1, 2 и 3, на которых представлены способ и устройство, с помощью которого осуществляется обработка мелкоразмерных деталей.

Устройство для обработки мелкоразмерных деталей содержит плиту 1, на которой жестко закреплены полый вал 2 и вертикальная плита 4 (фиг. 1).

На вертикальной плите 4 с помощью болтовых соединений смонтирован электродвигатель 5 с двумя выходными концами вала, на которых с помощью шпоночных соединений смонтированы ведущие шкивы привода ротора 6 и статора 7.

В нижней части полого вала 2 смонтирован вал 3, который нижним концом жестко сопряжен с внутренней поверхностью полого вала 2, а верхним концом с помощью верхнего подшипникового узла 9 смонтирован в статоре 11. К верхней части статора 11 присоединен с помощью болтового соединения ведомый шкив привода статора 10. В верхней части статора 11 выполнены отверстия 12, служащие для загрузки обрабатываемых мелкоразмерных деталей и исходного абразива (фиг. 2). Внутри статора 11 смонтированы верхние ребра 15, рубашка вала 13 и крышка 14, служащие для предохранения вала 3 от преждевременного износа циркулирующими мелкоразмерными деталями и абразивом (фиг. 1). На полом вале 2 с помощью нижнего подшипникового узла 8 смонтирован ротор 17, к нижней части которого с помощью болтовых соединений присоединен ведомый шкив привода ротора 16. В боковых стенках ротора 17 выполнены выпускные отверстия 19, служащие для выпуска из полости ротора 17 продуктов износа, образовавшихся при обработке мелкоразмерных деталей и изношенного абразива.

Внутренняя полость ротора 17 с помощью перегородок 23 равномерно разлеплена на шесть секторов.

В нижней части статора 11 с помощью винтовых соединений присоединено кольцо 18, служащее для предотвращения преждевременного выпуска за пределы статора 11 абразива и продуктов износа при обработке мелкоразмерных деталей.

Передача крутящего момента на ведомые шкивы привода статора 10 и ротора 16 осуществляется с помощью клиноременных передач через ведущие шкивы привода статора 7 и ротора 6 от электродвигателя 5.

Кинематические передачи от электродвигателя 5 ротору 17 и статору 11 могут быть любого типа: клиноременные, как в данном примере, зубчатые, цепные, с использованием других передач (винтовых, червячных и т.д.).

В нижней части статора 11 выполнены люки 21 прямоугольного сечения, служащие для выгрузки обработанных мелкоразмерных деталей после завершения цикла обработки (фиг. 3). Люки 21 закрыты крышками 24, которые присоединены к статору 11 с помощью винтовых соединений.

Для сбора отработанных продуктов отхода обработки мелкоразмерных деталей и отработанного абразива установлена сборная емкость 20. Для извлечения скопившихся продуктов отходов обработки, находящихся в сборной емкости 20, и их дальнейшей утилизации, служит пробка 22.

Устройство для обработки мелкоразмерных деталей работает следующим образом.

В статор 11 через загрузочные отверстия 12 порционно загружаются свободный абразив и мелкоразмерные детали не более чем на девять десятых (0,9) высоты статора 11. Далее включается электродвигатель 5, который через ведущие шкивы привода ротора 6 и статора 7, ведомые шкивы привода ротора 16 и статора 10 осуществляет вращение ротора 17 и статора 11.

При этом способ обработки мелкоразмерных деталей в свободном абразиве в устройстве для его осуществления реализуется следующим образом.

При включении электродвигателя 5 частицы свободного абразива и обрабатываемых деталей, находящиеся над ротором 11, начинают перемещаться к его периферии под действием центробежной силы, одновременно прижимаясь к радиальным перегородкам 23. Поднявшись в верхнюю часть столба, на обрабатываемые детали начинают воздействовать центробежные силы, вызванные вращающимися частицами свободного абразива и мелкоразмерными деталями от их взаимодействия с верхними ребрами 15 статора 11. Частицы свободного абразива и мелкоразмерные детали начинают опускаться под действием собственного веса и попадают в активную зону (обозначена пунктирной линией и стрелками). При этом они совершают тороидальное движение и далее опускаются в рабочую зону полости ротора 17.

Из-за разных скоростей частей массы, состоящей из деталей и свободного абразива, находящиеся в верхней части столба, образуется дополнительный сдвиг верхнего столба относительно его нижней части, что будет способствовать более интенсивному их перемешиванию и интенсивному взаимодействию частиц свободного абразива с поверхностью мелкоразмерных деталей и этих деталей между собой.

Попав в активную зону, границы которой зависят от скорости вращения ротора 17 и высоты столба материала, находящегося над ним, происходит отделение с поверхности очищаемых деталей окислов, заусенцев, загрязнений за счет взаимодействия между собой как отдельных мелкоразмерных деталей, так деталей и свободного абразива. Частицы материала, соразмерные с размерами выпускных отверстий 19, выполненных в боковых стенках ротора 17, выводятся из него и аккумулируются в сборной емкости 20. Частицы свободного абразива крупнее размера боковых отверстий в боковых стенках ротора 19 вместе с мелкоразмерными деталями совершают повторное движение в статоре 11 по восходящей винтовой линии и далее повторно опускаются в полость ротора 17.

В результате такого взаимодействия возрастает интенсивность взаимодействия свободного абразива и мелкоразмерных деталей между собой и повысится производительность и чистота обработки поверхности мелкоразмерных деталей в устройстве для осуществления данного способа их обработки в свободном абразиве.

Далее процесс многократно повторяется.

После остановки электродвигателя 5 производится отсоединение от статора 11 крышки 24 и через люки 21 производится извлечение из полости статора 11 обработанных мелкоразмерных деталей.

После окончания обработки партии мелкоразмерных деталей предлагаемым способом производится установка крышек 24 на статоре 11 и осуществляется загрузка новой партии обрабатываемых деталей и свободного абразива и далее последовательность выполнения обработки мелкоразмерных деталей повторяется.

Техническим результатом является увеличение производительности и чистоты обработки поверхности мелкоразмерных деталей.

1. Способ обработки мелкоразмерных деталей в свободной абразивной среде, включающий взаимодействие поверхностей обрабатываемых деталей с уплотняемой под действием центробежных сил абразивной средой, находящихся в статоре и во вращающемся роторе, отличающийся тем, что взаимодействие обрабатываемых деталей с абразивной средой осуществляют посредством их совместного тороидального движения с образованием столба из деталей и абразивной среды в виде верхней и нижней вращающихся частей при сообщении вращения статору одновременно с вращением ротора.

2. Устройство для обработки мелкоразмерных деталей в свободной абразивной среде, содержащее статор, ротор с отверстиями в его боковых стенках, электродвигатель, подшипниковые узлы, полый вал и смонтированный на нем вал, отличающееся тем, что ротор, имеющий радиальные перегородки, смонтирован с помощью подшипникового узла на жестко закрепленном полом валу, а статор, имеющий верхние ребра, на верхнем конце упомянутого вала, жестко смонтированного нижним концом в полом валу, при этом электродвигатель выполнен с двумя выходными концами вала, на которых установлены ведущие шкивы с возможностью передачи крутящего момента ведомым шкивам, соединенным, соответственно, со статором и ротором.