Устройство для абразивной обработки деталей

Полезная модель относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности к устройствам механической обработки деталей абразивом в незакрепленном состоянии, и может найти применение для обработки широкой номенклатуры деталей сложной геометрической формы, например, лопаток компрессора или турбины авиационных двигателей, например, для удаления различных покрытий с их поверхностей или для снижения исходной шероховатости поверхности детали. Техническим результатом заявленного технического решения является равномерное снятие поверхностного слоя технологически регламентируемой величины по всей поверхности сложнофасонных деталей за счет организации абразивной обработки с равномерным давлением абразивных зерен по всей поверхности вращающейся детали, а также расширение номенклатуры обрабатываемых деталей различного назначения. Устройство для абразивной обработки деталей (фиг.1) состоит из цилиндрического корпуса 1 с отверстиями 2, передней крышки 3, на которой устанавливается обрабатываемая деталь 4, задней крышки 5, кольца 6, выполненного из материала с высокой износостойкостью, например фторопласта, обеспечивающего уплотнение крышки 5 при ее вращении с деталью 4, подпружиненного днища 7 из антифрикционного материала, абразивных зерен 8 в свободном состоянии, тарировочной пружины 9, винта 10 с нониусом 11, промежуточной втулки 12 из антифрикционного материала, стопорных винтов 13, съемного поддона 14 с отверстиями 15, бункера 16 с заслонкой. Заявленное устройство может быть использовано в машиностроительной, авиационной, судостроительной и нефтегазовой промышленности при механической обработке широкой номенклатуры деталей цилиндрической, плоской и сложнофасонной формы абразивом в незакрепленной состоянии.

Полезная модель относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности, к устройствам механической обработки деталей абразивом в незакрепленном состоянии, и может найти применение для обработки широкой номенклатуры деталей сложной геометрической формы, например, лопаток компрессора или турбины авиационных двигателей, например, для удаления различных покрытий с их поверхностей или для снижения исходной шероховатости поверхности детали.

Из уровня техники известно устройство для обработки детали абразивом, состоящее из конусообразной камеры с отверстиями для подачи сжатого воздуха и проходящего внутри нее трубопровода для подачи рабочего агента. Абразивные зерна подаются на обрабатываемые поверхности детали через наклонные отверстия в конусообразной камере сжатым воздухом под давлением (Авторское свидетельство СССР 455838, B24B 31/10, 1975 г.).

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции, а также высокая трудоемкость процесса обработки, что делает устройство не достаточно надежным.

Наиболее близким решением по технической сути и достигаемому результату является устройство для обработки детали в псевдоожиженном слое абразива, состоящее из корпуса и камеры с запрессованным кольцом. Между кольцом и закрепленной в камере деталью по ее обрабатываемым поверхностям засыпается незакрепленный абразив. Через щелевые каналы, прорезанные в кольце под оптимальным углом, в камеру подается сжатый воздух (Патент на изобретение РФ 2084327, B24B 31/10, 1997 г.).

Недостатком известного устройства является невозможность обработки детали сложной геометрической формы, отличной от цилиндрической с равномерным снятием поверхностного слоя по всей поверхности детали, а также сложность конструкции устройства, что делает устройство недостаточно надежным и ограниченным по виду обрабатываемых деталей.

Технический результат заявленного технического решения заключается в обеспечении равномерного снятия поверхностного слоя технологически регламентируемой величины по всей поверхности сложнофасонных деталей за счет организации абразивной обработки с равномерным давлением абразивных зерен по всей поверхности вращающейся детали, что в итоге позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых деталей.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное устройство, является создание конструкции рабочей зоны, обеспечивающей равномерное давление абразивных зерен в свободном состоянии на всю поверхность сложнофасонной обрабатываемой детали при ее вращении.

Поставленная техническая задача решатся посредством того, что устройство для абразивной обработки деталей содержит корпус с крышкой и подпружиненным днищем и средство обработки деталей, выполненное в виде абразивных зерен, расположенных внутри корпуса, при этом крышка корпуса выполнена с возможностью установки на ней вращающейся обрабатываемой детали, а в стенках корпуса выполнены отверстия для отвода отходов обработки.

Заявленное техническое решение поясняется графическими материалами, где на чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство для абразивной обработки деталей состоит из цилиндрического корпуса 1 с отверстиями 2, передней крышки 3, на которой устанавливается обрабатываемая деталь 4, задней крышки 5, кольца 6, выполненного из материала с высокой износостойкостью, например фторопласта, обеспечивающего уплотнение крышки 5 при ее вращении с деталью 4, подпружиненного днища 7 из антифрикционного материала, абразивных (абразива) зерен 8 в свободном состоянии, тарировочной пружины 9, винта 10 с нониусом 11, промежуточной втулки 12 из антифрикционного материала, стопорных винтов 13, съемного поддона 14 с отверстиями 15, бункера 16 с заслонкой.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Вначале осуществляется сборка устройства с обрабатываемой деталью 4, например, в виде лопатки турбины авиационного двигателя. Для этого деталь 4 устанавливается в прорезях передней крышки 3 и зажимается в шпинделе станка (на чертеже не показано) своей необрабатываемой частью. Затем крышка 3 с деталью 4 перемещается обрабатываемой поверхностью внутрь корпуса 1 до упора с его торцом и устанавливается по скользящей посадке с кольцом 6 из фторопласта. Задняя крышка 5 соединяется с корпусом 1 винтами (не показаны). Размер зоны обработки выбирается перемещением подпружиненного днища 7, установленного по ходовой или скользящей посадке в направлении передней крышки 3. Через бункер 16 засыпается регламентируемый технологическим процессом рабочий объем абразивных зерен 8, например электрокорунда белого с размером гранул 80-200 мкм. Подача абразивного материала в зону обработки может осуществляться также в смеси, например, с СОЖ в виде мыльно-содовых растворов или водных растворов аммиака.

Технологический процесс абразивной обработки детали осуществляется в следующей последовательности. Детали 4, закрепленной в шпинделе станка, придается вращение, которое осуществляется с реверсом: последовательно по часовой и против часовой стрелки с одинаковым временем обработки. Для придания технологически регламентируемого усилия абразивным зернам 8 на поверхность детали 4 осуществляется перемещение промежуточной втулки 12 винтом 10, которая в свою очередь, посредством пружины 9 воздействует на подпружиненное днище 7. Величина заданного перемещения промежуточной втулки 12 контролируется и корректируется по нониусу 11, а предельное перемещение днища 7 ограничивается стопорными винтами 13. Таким образом, обеспечивая заданную величину давления днища 7 на массу абразива 8, находящегося вместе с обрабатываемой деталью 4 в регулируемом замкнутом рабочем объеме, достигается равномерное воздействие зерен незакрепленного абразива 8 на всю площадь обрабатываемой сложнофасонной детали 4. Под действием центробежных сил от вращающейся детали 4 изношенные и измельченные частицы абразивных зерен 8, а также частицы снятого с детали материала перемещаются к стенкам корпуса 1. Изношенный абразив 8 удаляется из зоны обработки через отверстия 15 съемного поддона 14, диаметр которых меньше наименьшего размера рабочей фракции абразивных зерен 8, а мельчайшие частицы снимаемого с поверхности детали 4 материала выходят через отверстия 2 в верхней части корпуса 1 в зону вытяжки станка (на чертеже не показано). Для восполнения изношенного абразива 8 необходимой фракции через бункер 16 с заслонкой в рабочую зону обработки поступают новые порции абразивных зерен 8. В заслонке бункера 16 имеются отверстия диаметром меньше нижней границы размера фракции, через которые в полость постоянно или периодически подается СОЖ. Подача СОЖ производится отдельно от абразива 8 во избежание запирания отверстий смешанной пленкой жидкости с абразивом 8. Требуемая степень шероховатости и равномерность снятия поверхностного слоя обрабатываемой детали регламентируется создаваемым давлением в рабочей зоне обработки, временем обработки, оборотами вращающейся детали 4 и величиной фракции абразива 8.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели позволяет осуществлять абразивную обработку сложнофасонных деталей с равномерным снятием поверхностного слоя по всей ее поверхности за счет организации абразивной обработки с равномерным давлением абразивных зерен на поверхность вращающейся детали, а также существенно расширить номенклатуру обрабатываемых деталей различного назначения.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для механической обработки широкой номенклатуры деталей цилиндрической, плоской и сложнофасонной формы абразивом в незакрепленной состоянии, и может быть использован в машиностроительной, авиационной, судостроительной и нефтегазовой промышленности.

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условий патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Устройство для абразивной обработки деталей, содержащее корпус с крышкой и подпружиненным днищем и средство обработки деталей в виде абразивных зерен, расположенных внутри корпуса, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью установки в крышке корпуса вращающейся обрабатываемой детали, а в стенках корпуса выполнены отверстия для отвода отходов обработки детали.