Способ термического удаления заусенцев

 

Изобретение относится к области, машиностроения, а именно к технологии зачистки заусенцев, облоя и-прочих ненужных выступов с изделий, получаемых механической обработкой и ли-, тьем. Цель - повышение качества за счет удаления заусенцев в узких зазорах . Количество изделий, обрабатываемых за одну загрузку, согласует с объемом камеры, в которой производится обработка термическим методом таким обр азом, чтобы отношение объема оставшихся для горючей смеси сообщающихся полостей к суммарной поверхности изделий и камеры находилось в пределах К (1...2).102 м 1. При этом объемную калорийность горючей смеси q подбирают в зависимости от материала в пределах диапазона, подсчитанного из вьфажения q (1...7)/ /К 1ЗДж/м 7. 4 З..П. ф-льт, 5 табл. л

СОЮЗ COBETCHNX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

»SU 1428538 А 1 (51)4 В 23 К 7/06 28/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4077481/25-27 (22) 17.06.86 (46) 07.10.88. Бюл. У 37 (72) А.В.Гаек, Т.К.Грабик, О.В.Красный, В.Е.Панков, Д.И.Подрезенко, Е.Г.Попов и, Н,В.Попова (53) 621.791.094.0548.096(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 742082, кл. В 23 К 28/00, 1978. ъ (54) СПОСОБ ТЕР1ЯЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ

ЗАУСЕНЦЕВ (57) Изобретение относится к области. машиностроения, а именно к технологии зачистки заусенцев, облоя и прочих ненужчых выступов с изделий, получаГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ему механической обработкой и ли". тьем. Цель — повышение качества за счет удаления заусенцев в узких зазорах. Количество изделий, обрабатываемых за одну загрузку, согласуют с объемом камеры, в которой производится обработка термическим методом таким образом, чтобы отношение объема оставшихся для горючей смеси со" общающихся полостей к суммарной поверхности изделий и камеры находилось в пределах К .= (1...2)-10 (м1, При этом объемную калорийность горючей смеси q подбирают в зависимости от материала в пределах диапазона, подсчитанного из выражения q = (1...7)/

/К ИДж/м 1. 4 э.п. ф-лы, 5 табл.

1428538

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологии зачистки заусенцев,облоя и прочих ненужных выступов сизделий, получаемых механической обработкой, литьем под давлением.

Цель изобретения — повышение качества обрабатываемых изделий за счет гарантированного удаления заусенцев в узких зазорах, снижение рас- 1О хода горючей смеси, уменьшение пожароопасности и уровня шума.

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе загрузки камеры изделИями заполняют все доступное прост" ранство камеры, обеспечивая такую плотность заполнения, при которой отношение полного объема оставшихся для горючей смеси сообщающихся полос- 20 тей к суммарной поверхности изделий и камеры K находится в определенных пределах, а именно К = (1...2) ° 10 м, где величина К - no своей физической сути есть средняя толщина газовой прослойки над обрабатываемой поверхностью. Если эта толщина в пределах

1...2 см, заусенцы на наружной поверхности и в узких зазорах детали удаляются полностью, без существенно- 30 го изменения микроструктуры или повреждения детали.. Если же средняя толщина газовой прослойки над поверхностью детали меньше i см, удалить заусенцы удается только ценой черезмерного увеличения калорийности смесИ, тогда происходит существенное изменение микроструктуры, появляются мнкротрещины. А если эта толщина больше 2 см, то никаким подбором смеси не удалить заусенцы в узких зазорах детали беэ оплавления ее наружных кромок и выступов. Таким образом, если удовлетворено условие K =-(1...2) -10 м, не имеет значения сколько деталей, каких размеров и в какой камере обрабатывается. Величина К содержит в себе, по определению, поверхности и объемы деталей и камеры, связанные с их размерами и количеством.

Для проведения процесса используют горючую смесь " повышеннойобъемной ка(1 7) «Ицж/м лорийностью q = — — - -,— -- — —, онреK деляемой плотностью заполнения.

При таком заполнении камеры иэделиями продукты взрыв"-. быстро охлаждаются, уменьшаются пож:ароопасность и шум при выхлопе, а колебания раскаленного газа, возникающие после взрыва смеси, затухают в течение

1O - 10 с. Поэтому интенсивный прогрев изделий через 10 — 10 с практически прекращается, и окисление поверхности, термическое коробление изделий снижаются. Если плотность заполнения камеры меньше рекомендуемой (К > 2 ° 10 " м), колебания раскаленного газа затухают медленнее 10 с, что приводит либо к черезмерному оплавлению наружных кромок, окислению и короблению изделий, либо (при снижении калорийности горючей смеси) к неполному удалению заусенцев в узких каналах внутри изделий сложной формы, Если плотность заполнения больше рекомендуемой (К 10 " м), колебания раскаленного газа затухают быстрее 10 э с, и заусенцы на изделиях (раскаленного газа затухают) удаляются лишь частично, а повышению калорийности смеси сопутствуют, помимо выгорания заусенцев, нежелательные изменения микроструктуры поверхностного слоя изде лия, шероховатые прижоги, механические повреждения.

При обработке го предлагаемому . способу изделий иэ различных металлов и сплавов, резин и термопластов оптимальная калорийность .смеси q = (1...7) МДж/м зависит от плотносК ти заполнения камеры и оказывается (при прочих равных условиях) в 1,2-3 раза выше, чем по известным способам обработки одного или нескольких иэделий, занимающих малую часть обьема камеры. Однако затраты энергии и количество горючей смеси в расчете на одно изделие при таком способе обработки уменьшается в 3.-10 раэ. Установлено, что оптимальнымк. являются (5...7) МДж/м сме си c q = ---- — -- — -- пвн;- браК ботке сплавов железа„ меди, I (3...5) Щ/и — — "- сплавов алюминия„

Ы, 2... 3) мПж/м

;:;-- - -"- - -=-- - =--- — сплавов цинка.

К

,:, 2) КДж/м а-- - - - резин н термоплас"

К т;.:в,, Если калорийност -. с;: еси F, àæå оптимальноЯ, заусенцы в узких заэо ,-ax углублениях полно тью н. удаля1428538

55 ются. Если же калорийность превышает указанные значения, появляется нежелательные изменения микроструктуры поверхностного слоя изделий, шероховатые прижоги, механические повреж-.

5 дення .

Эти выводы сделаны на основании испытаний, в которых калориметрическим методом измеряют энергию взрыва

Е и объемную калорийность горючей смеси q микрофонным датчиком регист рируют амплитуду и длительность колебаний раскаленного rasa в камере, с. помощью ионизационных датчиков апре- .15 деляют скорость детонации смеси, Объем камеры V и ее внутренняя поверхность S собственный объем v и:поверхность s изделия с заусенцами находят геометрически» а также Вы» 2р теснением жидкости в мензурке. Отношение полного объема сообщающихся полостей (V- У.п) к суммарной поверхности (S +, n) изделий и камеры варьируют в пределах 25

К вЂ” -" — = (0,85...3,23) 10 и»

Ч Vn

-а

5+ 4 п где n — - количество изделий в камере.

Испытания проводят в трех различных камерах: V = 3 л и S =" 1200 см ;

V = 11 л и S = 4400 см ; V = 25 л . и S = ?500 см . В камеру подают .сжатую смесь кислорода с водородом, пропаном или ацетиленом. Их действие слабо зависит от состава и апределя35 ется преимущественно объемной кала рийностью а. По данным измерений и расчетов для стехиометрических смесей 2Н + 0

CgHg + 5 Ogq = 17,75 Ро ИДж/м » для 40

С И + 2,5 Oaq = 1» 11 Р„ ЦДж/м » где

Р— давление сжатой смеси, ата. При испытаниях используют и нестехиометрические смеси, Пример 1. Все пространство 45 . камер объемом V = 3 и 11 л заполняют равномерно, навалам силуминовыми отливками сложной формы с v = 15,1 см и Я = 30 см . Плотность заполнения варьируют за счет удаления или сохранения литников, Для сравнения обрабатывают одиночную отливку и отливки в дырчатом стакане.

Результаты обработки смесями различной калорийности приведены в табл. 1.

Пример 2, Все пространство камеры объемам V = 3 л заполняют рав, номерно навалом силумщовыми отливкгмн в виде крючков с v = 1,1 см, s = 3 см и гаек с v = 0,6 см, s = 2 см . Плотность заполнения варьируют эа счет удаления или сохранения литников, утряскай. Для сравнения обрабатывают одиночные отливки и отливки в дырчатом стакане, а также отливки, плотно уложенные по всему пространству камеры.

Результаты обработки смесями различной калорийности приведены в табл, 2.

Пример 3. Все пространство к@меры объемом V = 3 л заполняют равномерно, навалом деталями из цинкового сплава ЦАИ-4, имевшими кромки и отверстия диаметром 2 мм с наружными и внутренними заусенцами v =

= 8,9 см и s = 15 см . Плотность заполнения уменьшают, добавляя к деталям стальные пружины с v = 0,3 см и з = 6 см . Для сравнения обрабатывают одиночную деталь и детали в дырчатом стакане, а также плотно уло-. женные по всему пространству камеры детали, Результаты отработки смесями различной калорийности приведены в табл. 3.

Пример 4, В камеры объемом

V = 25, 11 н 3 л помещают стальные зубчатые колеса с v - =148 см » s

200 см » насаженные на стержень.

Плотность заполнения и равномерность распределения колес по пространству камер варьируют изменением толщины кольцеабразных прокладок, разделявших колеса на стержне.

Результаты обработки смесями различной калорийности приведены в табл. 4 °

П р н м е р 5. Все пространство камеры объемом V = 3 л заполняют равномерна, навалом резиновыми кольцами с ч = 3 см и s = 9 см, соединенными между собой в пакеты тонкой пленкой, подлежащей удалению. Для сравнения обрабатывают одиночные и плотно уло-: женные пакеты.

Результаты обработки смесями различной калорийности приведены в табл. 5.

Анализ данных .(табл. 1-5) показывает, что. при равномерном распреде;, ленни изделий па всему пространству камеры с плотностью заполнения, соответствующей К = (1...2) ° 10 -" м, и использовании смесей с калорийностью

14285 (5... 7) ИДж/м при обработке (3 ..5} ИД/м сплавов железа q — - — -

К (2... 3) МДж/м 5 сплавов алюминия = — -- - — — — — — "

У К (1,.,2) 1ДЖ/м2 сплавов цинка и q—

К резин, качество удаления заусенцев, облоя наилучшее, а расход энергии (следовательно, и горючей смеси) на обработку одного изделия Е/и относительно мал.

Аналогичные результаты получены и на других материалах - сплавах меди, титана, термопластах. Если плотность заполнения находится в гех же пределах - К = (1...2) 10" м, но изделия распределены по пространству камеры неравномерно, качество обработки снижается. Увеличение плотности заполнения (К а 10" м) хотя и ведет к дальнейшему снижению затрат энергии, однако при этом появляются трещины, шероховатые .прижоги, нежелательные изменения структуры поверхностного слоя. При меньших плотностях заполнения (К 7 2 ° 10 м) никакой подбор горючей смеси не позволяет

30 удалять заусенцы одновременно на наружной поверхности изделий и внутри узких отверстий, углублений,, причем расход энергии на обработку изделий

Возрастает.

Испытания разнообразных,цеталей машиностроения (всего более 200 наИменований) показывают, что при размещении их по всему пространству камеры навалом, внасыпную практически всегда обеспечиваются равномерность и рекомендуемая плотность заполнения камеры. Это упрощает загрузку камеры (по сравнению с существующей практикой размещения каждой детали поштучно вручную, зачастую, с закреплением ее), благоприBTcTBóåT применению высокопроизводительных установок с камерами большого объема, Опасения, что ь местах соприкосновения деталей заусенцы не 60 удаляются, а вследствие< подвижек деталей появляются следы ударов, при испытаниях не подтвердились, Загрузка внасыпную приемлема не для всех деталей. Так, требуемое распределение зубчатых колес достигнуто равномерным расположением их на стержне вдоль оси цилиндрической ка38 меры. Испытания деталей машиностроения более 200 наименований показало, г 5 что лишь в двух случаях. {зубчатые колеса, близкие по диаметру к камере, и корпусные детали с внутренней полостью диаметром более 50 мм) ""агрузка внасыпную не обеспечивает равномерность и рекомендуемую плотность заполнения камеры. Однако и в подобных случаях есть выход -. совместная обработка таких деталеи с другими:, размеры которых малы по сравнению с внутренними размерами камеры. Даже если одну деталь, сравнимую по размерам с камерой, можно расположить равноудаленно от стенок так, что указанные соотношения объемов и поверхностей дЕтали и камеры выполняются, то улучшается качество обработки, Формула и э обретения

1. Способ термического удаления заусенцев, при котором изделие загружают в камеру, преимущественно внасыпную заполняют камеру горячей смесью с требуемой для обрабатываемого материала объемной калорийностью, поджигают ее и осуществляют

<жигание заусенцев эа счет проникновения раскаленных газов в сообщающиеся полости, образовавшиеся между поверхностями иэделж, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества обработки изделий и снижения расхода смеси, количество загружаемьгх в камеру конкретных иэделий согласуют с рабочим объемом камеры, для чего предварительно определяют полный объем сообщающихся полостей V и cy;- .ìàðíóþ поверхность загруженных в камеру изделий и оамой камерь< 5 при разном их количестве,,просчиты сют отношение Ч / S = К и количество иэделий, для ..»оторых 1. =(1...2)х х10, м, пр-,< этом для обработк..:. используют горючую смесь с повал<:енной обоемн<}й ь алорийно

К, МДж/м, выбирая в гределах этого диапазона в зависимости от материала

< бра:<атываемых изделий.

2, Способ по . ), с ."; и ч а юи и и с я тем, что прн обработке

:нлавов железа и сплава-. меди испоЛьэуET горючук <,. сь c ."- ъемной к Jio рийностью q (5аеэ/); ; МДж/м

1428538

3. Способ по п. 1, о тлич аю- 7 шийся тем, что для сплавов к алюминия используют смеси с объемной калорийностью q = (3...5)/К, МДж/м3 . щ

5 алинка используют смеси с объемной алорийностью q = (2...3) /К, МДж/м3 .

5. Способ по п. 1, о т л и ч а ю" и и с я тем, что для резин и термопластов используют смеси с объемной калорийностью q=(1...2)/Ê, 1 ж/м3, Тевлина 1

1i 11В

М 148

2>60 1О2,60 t0- °

1 отливка ь центре хв>>еры

То нв

3,06 бВлой внутри углубленкй частично сохрахнпсн, иарунные кронин Чрез» мерно оплавлены

3,85

1,В3

2 ° 43. 10

2,43 Ю-*

3 3 t48

3,59

Э. 178

Облой внутря углублений частично сохранялся> нврувные кромки черезмерно аллавлены

0 530 4,Э2

2,35 ° 10

Облой удален частнчяо ° aoasseвблизи стенок стакана

0202 348

Облой уделен частично кромхя вблизи стенок стакана черезмерно оллавлекы

178 То хв

2 35 ° 1О

0,242

4,!9.Облай .удален частично> sosseeвблизи стенок стакана

3 148

2,05.10 >

0,053

3>04

3 178

Оспой мастаки сохраннлсл, kpoxks вблизи стенок стакана черезмерно оплавлены

2,QS -1О-з

3,65

0 064

В 67 отливов с литкнка>а бнасыпнум псл камера

Облой удален почти по>п>остам

1t 148

1,97 !О "»

0023 "2 ° 92

1,97. 10 т ю

То не

Облай удален

О, 028

3;50

Облой удален, равномерное микроскругленне кромок и 207

t1 237

1,97. !О >

0 033

Я,ОВ

Облай уделен, кромки черезмерно оплавл"ны, керохаватыс прнкогн, инны х

1,07 ° 1О™

0,037 4,67

11 260

Облой удален, кромхн черезмерно сплавлены, нероховатые прихоти, тропины. t ° 97 ° t0

0,042

0,0!7

5,24

1,23 ° 10 >

Облай удален частн п>о

2,!9

3 237 То яе

3 266

Облой удален почти полностем

16

0,023, 0,025

t 231О

1,23 10 >

2,87

Облай удален

3, 27.

3 3S5

1х23 t0 х

Обнов удален> равномерное мнкроскругленне кромак

0,034 i 36

123 ° 1О >

3 414

0,039 5,09

Облай удклан, хромая оппазлены, м>п;ротрещнны

0 р и и а ч s н и е. Наторкал обрабатзп>ае>епс деталей - силумин

4. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что для сплавов

tt t48 8 отлввок в дырчатом стакане

3 178 27 отливок, внеси в>у» век камера

Облай внутря углублений сохраннлсв 1,3

Облой внутри углублений сахраннлск 0,441

1/!28538

Таблица 2

8/и, ИДв /нзд ел

q k, 1ОТВ/и"

Качество обработкя

С гайки.облай удален, в изгиба крючка сохранился

118

2,50 10-

1 отливке в центре кеиеры

0,355

2 ° 94

2,50 ° 10 г

То ие

0>444

3,68

20 гаек в дырчатом стакане

146

2>15 10 е

О,О22

3,16

2,06 10

0,022 . 3,05

1,98 ° 10 "

52 ирочка с литннками, внапыпнув вся «вмерз

148

Облай удален почти полиосгью

0,008

2,93

Э, 52

Облой удален

То ае

178

l 98 ° !О

4, 69.

1,98 10 " Облой удален, кроики схруглен4>

° >

237

1 ° 98. !О - Облой уделен, черезмерные оплавления

266

° >

5,26

1 ° 90 10- Облай удален почти пой«остью е 0,005

2,82

95 гаек с лиги»хами, внвсыпнув вся камара

148

3 >38

0,006

l 90 10 Облай удален

178

Ф

То ае

4,50

1 90>10-г

1>90 ° !С-

0,008

237

0,009

5,05

249 хрючков> внасыпнув вся камере

2о же

1 42 10 Облой уделен почти полностью

0,0026

2,94

О, 003

1,42 ° 10 Облой удален

3,36

14 н

325

4>61

0,003

1,42 10 г

1,42 ° 10

355

5 05

l7

2;77

653 гайки, вивсыляую с утряской

1,04 10 г Облой удален частично

3,03

Облой удален

296

То вв

О 019 4>94

Облой удален, микроскруглениа и

475

0,020

5,33

Облай уделен, инкротрещиик и 51Э

0>0013

812 гаем, плотно улохены

4,57

513

П р и и е ч в в и е. Материал обрабвтынаегвсс деталей - силумин.

Таблице 3

Е/и, !

8!и надел. пвреметры (У 3 n) Качество обработки

Прнмер

2 46 ° 10

1,97

0,239

1 деталь в центре камеры

1О деталей в дырчатом стакане 2,16 !О-

0 О26

Заусенцы в отверстиях частично сохранились

0„0!4 >,72

1,74 !О-

20 деталей н 20 прупнн, внасыпную вся камере

2,05

O>Ol7

1>74. 10-г

Заусенцы удалены

20 деталей и 20 пруиин> внасыпную вся камера

118

1,74 jo i

2>58

0,02!

148

То ие

Э,!О

0,025

178

1,74 lo-

Заусенцы частично сохранились

0,0086

1,45 ° !О

41 детвль, внасыпную вся камера

148

Заусенцы удалены

0,0095 2, l5, l>45>lO

1,45.!О

То ке 48

2,58

0,012

4! деталь внесыпную нся г кемере! 7о.

146 20 крючков в дырчатспг стакане

1>04 10 г

1Р04 10 *

1,04 10 г

0,89 ° 10"

В изгибе крючка облай час>инно сохра> яился, мастаки черезмерные оплавления

Облой удален> .вблизи стенок стакана оплавления

На крючках внутри стакане облой удален частично, вблизи стенок стахене черезиерные оплавления

Облай удален> кромки скруглены сОблой удален, черезмерные оплавления

Облой удален, вероховатъ>е кромки округлены

Облай удален, шероховеттге прихоти, Облой удален части>ого> мжротрещнны

Заусенцы н отверстиях сохраннпнсь, нерувиые кромки черезмерно оплавлены

Заусенцы в отверстиях на деталях внутри стакана сохранились, нар п- име кромки на деталях вблизи стенок стакана черезмерно оплазлены

Заусенцы удалены, мнкроскругление промок

Заусенцы удалены, кромки черезиерио оппавлены

Заусенцы удалены„ микросхругганне кроиок

Oi 010

0,01Э

0,0!5

0,004

О 00!1

0,012

1428538

Исходные параметры (У 3 л 2

Качество обработки

Пример

Заполнение

К> и

207 То ве °

О,О13 З,ОО

Заусенцы удалены, кромки скруглены

0,015 3,43

237

Заусенцы удалены, кромки скруглены местамн

Заусенцы частично сохраннлнсь

0,006 1,97

178

1 >11 ° 10

Т<> хе

203

1,11 10

0,0077 2,30

Заусенцы удалены, ннкросхругленне кромок

1 ° 11 ° 10 с

266

0,0099 2>96

Заусенцы удалены, кромки скруглевы

Заусенцы удалены, вероховатые прикогн, трещины

296!

0,011 3,29

1,1! 10 <с

0,0017 2 88. Заусенцы удалены частично, микротрещнны

78 дете», nno o yaoaems

0,97 ° 10

296

Ii р и и е ч а н и е. Материал обрабатывае<о<х деталей - цинковый сглаз IIAH-4.

?аблица4

Качество обработки м

1 25 237

Сохранились заусенцы, принятые к детали

1 деталь э центре каневы

3,23 То з

5 900

7,65

Заусеяцы удалены, микроструктура 7,360 верннн зубьев изм4нена

2 25 296 То яе

3,23 ° 10 1

9 ° 55

«>l«

3 !1

2,37 ° 10 з

Сохранились заусенцы, ссрняатые к 2,580 металлу

5,61

7,00

Заусенцы удалены, ъо<кроструктура 3,220 перзз<н зубьев мзменева

2,37 ° 10-с

Заусенцы удалены частично, >оуро- О>853 структура верины зубьев изменена

6,09

2,Оба 10 ,6 25 237

Сохрани<о<аз хаусе.яцы, пркаатые к 0,261 детали

1,91 10-2

4,53

7 25 266

1,91-10 з

Заусенцы удалены, изменения микроструктуры прахтнчески отсутствуксг

То яе.

О, 293

6 ° 79

О, 390

Заусенпы удалены, кромхи схруглены, незначительные изменения михрострук туры вдоль кромок з

8 25 355 "™9l I1О

9 25 385 20 деталей распределены равномерно

Заусенцы скруглепы, кроТ<кя черезмерно 0,424 сплавлены> изменения мсв<роструктуры вдоль кромок значительны

<,91 ° 10

7 35

Заусенцы удалены, оплавленнт кромок и изменения микроструктуры местаин значительны

0,390 ° 6 79

1 91-10 с

355 20 деталей расцределены неравномерно

4,79

325 10 деталей распределены равномерно

Заусенцы удалены почти полностью, О, 310

1 47 10 с

Заусенцы удалены, микроскругленне -0>338 кромок

5 2S

1>47 10 с

355 Io хе

474

6,95

1,47 ° 10 з (Заусенцы удалены, кромхн округлены> 0,45! вдоль хромок неэнзчителънме изменения м<с<роструктуры

7,39.

Заусенцы удалены, кромхи черезмерно 0,480, оплавлены, нзиеяения микроструктуры поверхпостн значительны

Т 47 ° 10-з

503

0 451 6,95

1,47 ° 10 *

На одних деталях заусенцы удалены частично, иа других - черезмерные оплавления и изменения структуры

i5 ! 474 !0 деталей распределены неравномерно

Заусенцы удалены частично, везва- 0,2!3 4,85 чительные изменения микроструктуры

1,02-1О с

474 5 деталей распределевм равномерно °

4 11 296 .>

65 деталей, внасыпнум с утряской вся камера

20 деталей распределены равномерно

1,45 10

t 45 10 с г

Лродол7кение табл.3