Способ гидроабразивной обработки наружных поверхностей

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

В 24 С 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2695136/25-08 (22) 12.12.78 (46) 23.03.84. Бюл. Ю 11 (72) А. Е. Проволоцкий, В, Н. Морозен

В. Кириченко, А. Г. Палий и Ю. А, Кравченко (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (53) 621,924.93(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 112900, кл. В 24 С 3/08, 1956. (54)(57)1.СПОСОБ ГИДРОАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, при котором струю суспензии подают на обрабатываемую поверхность и перемещают вдоль оси принудительно вращаемой заготовки, о т л и ч а ю щ и й„„SU„„1080956 А с я тем, что, с целью повышения эф фективности обработки, заготовки обрабатывают попарно, устанавливая их с зазором относительно одна другой. и вращая в противоположные стороны, 1 а гидроабразивную струю направляют в зазор между заготовками, который в процессе обработки периодически изменяют.

2, Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что зазор между заготовками изменяют, сообщая заготовкам колебания в плоскости, параллельной направлению струи суспензии со смещением по фазе на 0,1-0,5 периода а и частотой колебаний в 1,5-3 раза больше скорости вращения заготовок. г6 2 лебаний с указанием крайних положений центров заготовок.

Предлагаемый способ заключается в том, что подлежащие обработке заготовки 1 и 2 устанавливают с зазором относительно одна другой и сообщают им принудительное вращение в противоположные стороны с угловыми скоростями и> и оз . В зазор, между деталями направляют струю 3 из струйного аппарата 4. Гидроабразивную струю подают в зазор между. заготовками со скоростью Ч„, а выходит.она из зазооа со скоростью V2, большей чем Ч .

В процессе обработки на заготовку накладывают дополнительно колебания со смещением по фазе на 0,1-0,5 периода и частотой колебаний в 1,5-3 раза больше скорости вращения заготовок, которая может Иметь значения в пределах 10-60 об/мин. Ось 5 зазора при вертикальных колебаниях заготовок отклоняется от вертикального о положения на угол pL= + 8 . В процес. се обработки струю перемещают параллельно осям вращения заготовок по продольной оси симметрии зазора со

Обрабатываемые детали закреплены в центрах механизма их вращения. Центры выполнены с возможностью регулируемого по величине и скорости вертикального перемещения. Детали рас-. полагают на некотором удалении друг от друга, зазор, определенный экспериментально, устанавливается в предеЦелью изобретения является повы- 25 шение эффективности и качества поверхности за счет более полного исr пользования энергии струи и сообщения ей дополнительной кинематической энергии непосредственно в зоне обработки. р

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу гидроабразивной обработки наружных поверхностей, при котором струю суспензии подают на З5 обрабатываемую поверхность и перемещаюг вдоль оси принудительно вращаемой заготовки, заготовки обрабатывают попарно, устанавливая их с зазором относительно одна другой и вращая в противоположные стороны, а гидроабразивную струю направляют в зазор между заготовками, который в процессе обработки периодически изменяют.

Причем зазор между заготовками в 45 процессе обработки изменяют, сообщая заготовкам колебания в плоскости, параллельной направлению струи суспензии со смещением по фазе на 0,10,5 периода и частотой колебаний в 50

1,5-3 раза больше скорости вращения за гото во к. лах 0,02-0,3 суммы радиусов заготовок.

Чем больше радиус заготовок, тем меньше устанавливается зазор при неизменной толщине струи. Зазор, образованный двумя заготовками, представляет собой по контурам сопло Лаваля с соответствующими участками: сужающийся, критический и расширяющийся, К заготовкам 1 и 2 подводится струйный аппарат 4, формирующий плоскую струю 3 определенной ширины и толщины. Ось струйного аппарата и струи совпадает в исходном (нулевом) положении с осью зазора между заготовками 1 и 2, вращающимися навстречу друг другу. Гидроабразивная струя, соударяясь с обрабатываемыми заготовками производит работу резания, при этом одна половина струи соударяется с одной заготовкой, а другая половина струи соударяется с другой заготовкой, причем заготовки установлены

На фиг. 1 показана схема гидроабразивной обработки, применительно к двум цилиндрическим заготовкам; на фиг. 2 и 3 — схема обработки загото вок с наложением дополнительных ко1 10809

Изобретение относится к механичес- кой обработке материалов и может быть использовано при чистовой доводке тел вращения типа валков, шестерен, фрез, справок станов периодической прокатки труб, стержней и пр. в различных отраслях машиностроения и металлургии.

Известен способ пескоструйной обработки, заключающийся в ТоМ что по трубе движется камера со струйными ð аппаратами, расположенными по периметру трубы. Обработка осуществляется за счет удара струи под углом 90 к трубе, а чтобы обработать всю трубу, размещают большую группу струйных аппаратов и вращают их вокруг трубы (1 ° 3.

Однако для обработки всей поверхности трубы необходимо струйные аппарать! Поворачивать во руг трубы, 2р при этом строго согласовывать вращательное и поступательное движение со« пел.

3 10809 таким образом, что их горизонтальные оси совпадают, т.е. находятся на одной линии(фиг. 1), а это значит по этой линии имеется самый малый зазор между заготовками. 5

В процессе обработки зазор между заготовками периодически изменяют.

Это достигается путем сообщения заготовкам колебаний в плоскости направления струи суспензии со смещением tp по фазе на 0,1-0 5 периода, На фиг. 2 и 3 показаны крайние положения центров обрабатываемых заготовок Е„ и f>, При колебаниях заготовок ось зазора отклоняется от вертикали на угол + (8 -10 ), причем частота колебаний больше в 1,5-3 раза скоростей вращения заготовок. Этим достига. ется высокая однородность рельефа обрабатываемой поверхности, в отличие от хаотического при гидроабразивной обработке одной заготовки. Пределы 0,1-0,5 смещения фаэ колебаний заготовок выбраны потому, что большее значение (0,5 обеспечивает максималь- но возможную амплитуду отклоненйя, а следовательно, и большую энергию, а при меньшем значении (0,1) эффект теряет свое преимущество;

Пределы частот колебаний выбраны иэ соображений максимальной производительности при черновой обработке (3) и высокого качества и однородности поверхности при чистовой обработ-.

:ке (1,5) . Значения указанных пределов

35 установлены экспериментально при лабораторных испытаниях.

Указанное изменение зазора может производиться и другими методами, например горизонтальными колебаниями заготовок или эксцентричным их вращением. Суспензия, соударившись с заготовками, устремляется в этот самый малый зазор и преодолевая его, гопадает в расширяющуюся часть зазора и дополнительно разгоняется, как это делается в классическом сопле Лаваля.

Работа сопла Лаваля характеризуется

56 за критическим режимом истечения, . т. е. таким, из которого жидкость вытекает со сверхзвуковой скоростью и представляет собой комбинацию сужающегося и расширяацегося сопел. В отличие от сужающегося сопла, в котором только часть работы может быть превращена в кинетическую энергию потока, в сопле

Лаваля при увеличении его площади поперечного сечения используется весь перепад давлений.

Преодолев критический зазор, струя расширяется, дополнительно разгоняется и продолжает обрабатывать две заготовки. 3а счет встречного вращения заготовок попутно в струе улучшаются условия работы абразивных частиц и они наносят большие следы на поверхности заготовок. Если под двумя заготовками поместить еще несколько пар заготовок, струя, проходя по зазорам, обрабатывает и другие заготовки до полной потери кинетической энергии. Зазор между заготовками выбирают в зависимости от диаметров заготовок, т.е. от крутизны сужающегося участка. зазора. Например, при обработке двух заготовок диаметром 10 мм устанавливают зазор 0,3 их суммы радиусов, т.е. 3 мм, и ведут обработку струей толщиной 3,5 мм. Если же зазор установить, например, 1 мм, то суспензия по. расходным характеристикам прохо" дит через такой канал и разливается за пределы зазора. Струйный аппарат перемещают вдоль заготовок параллельно продольно" оси симметрии зазора, и условия обработки для всей длины одинаковы.

Такая схема обработки значительно повышает КПД процесса.

Предлагаемый способ найдет широкое применение в различных областях машиностроения при обработке валов, стержней и т.п., в прокатном производстве при обработке проката и специального прокатного инструмента.

1080956

Фиг. 3

ВНИИПИ Заказ 1428/10 Тираж 737 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4