Способ струйно-абразивной обработки

 

Изобретение относится к струйно-абразивной обработке изделий, преимущественно тел вращения. Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки . Для осуществления способа изделие 2 равномерно вращают вокруг собственной оси с частотой fM, а абразивную струю 12 возвратно-поступательно перемещают вдоль обрабатываемой поверхности изделия с частотой fc, причем соотношение частот fc/Ти выбирают в виде правильной дроби, знаменатель которой является действительным иррациональным числом. Такой режим обработки обеспечивает сохранение исходной круглое™ издепия после его струйно-абразивной обработки 12 ил. О 00 ю о ся

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 24 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 /СЮНМУ (21) 4671683/08 (22) 03.04.89 (46) 07.11.91, Бюл. № 41 (71) Закавказский филиал Экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (72) P, P. Агасарян, А. А. Аракелян и Г.О.Каленчян (53) 621,924.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 603573, кл, В 24 С 3/20, 1976. (54) СПОСОБ СТРУЙНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к струйно-абразивной обработке изделий преимуществен

„„5Ц „„1689051 А1 но тел вращения. Цель изобретения — повышение производительности и качества обработки. Для осуществления способа изделие 2 равномерно вращают вокруг собственной оси с частотой f<, а абразивную струю

12 возвратно-поступательно перемещают вдоль обрабатываемой поверхности изделия с частотой f, причем соотношение частот 1с/1и выбирают в виде правильной дроби, знаменатель которой является действительным иррациональным числом. Такой режим обработки обеспечивает сохранение исходной круглости изделия после

: его струйно-абразивной обработки. 12 ил.

1689051

10 l5

30 л0

50 ботки (фиг. 9).

Изобретение относится к струйно-абра3MB)i0L1 обработке изделий, преимущественно тел вращения, требуюгцих высокого качества Обработки при сохранении исходной круглости, например поршневых колец

ДВИ атЕЛей ВНУТРЕННЕГО СгОРаНИЯ, Цепью изобретения является повышение пруЩДММьнос»и и качества обработку „»» у,»>,"" У "»

Й а фи,-,1 дредвтав лена схема стенда для об 1>аботки пакета nopшневых колец абразивной струей; на фиг, 2 — траектория движения абразивной С1руи на поверхности изделия при частоте возвратi»o-поступаТЕЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩ6НИй СТРУИ tc, ЗНаЧИтЕЛЬНО меньшеH частотои вращения изделия fg, H3 фИГ. 3 --.ГО жЕ, Прй fc М6НЕа f>l На фИГ, 4— то же, при fc, равной f на фиг, 5 — то же, пРи fc более fp, на ю1 ", б То же, пРи fc значительно больше f . на фиг, 7 — форма поперечного сечения,.зделия при fc значительно меньше f ; на фиг. 8 — то же. при fc менее 1и, на фиг. 9 -- т:> же, при fc равной.1и, на фиг. 10 — то же, при lc более f i, на фиг. 11— то >ке, при fc значительно больше 4; на фиг, 12 — графлк экспериментальной зависимости некруглости изделия от величины соотношения частот 1бработки реализуется на стенде(фиг. .),;Одержащем поворотный стол 1 для: г гановки обрабатываемого изделия 2 (и- эример, пакста поршH6BbiX КОЛЕЦ).

Обрабатываемое изделие может быть также подвешено на:.спи 1деле станка (при применении станка с вертикальным расположением стола), Струйный аппарат 3 имеет каналы 4 и 5 для по,:„вода cooTветственно абразивной суспензии и сжатого воздуха, Струйный аппарат 3 закреплен на в> ганге б, установленной в направляющих 7, 8, которая своим нижним концом контактирует с кулачком 9, связанным со столом 1 посредством плоскоременной передачи 10 с сильнонатянутым широким ремнем. Ременная передача 10 снабжена набором сменных шкивов, у части иэ ко ;-орых диаметральные размеры представляют собой действительно иррациональные,исла. Привод стола 1 стенда и кулачка 9 осуществляется от электродвигателя 11. Обработка изделий 2 производится гидроабразив <ой струей 1 2, формируемой струйным аппаратом 3.

Лля осуществления предлагаемого способа изделию 2, закрепленному на столе 1 стенда, сообщают равномерное вра:цение вокруг собственной эси с час»отой fyj oT электродвигателя 1 1 посредством ременной передачи 10. При этом струйному аппарату 3, закрепленному на:штанге б, от кулачка 9 сообщают возвратно-поступательные перемещения доль образую;ц;-;л обрабатываемого изделия 2 с частотой fc

Причем соотношение частот возвратно-поступательного перемеU åíèÿ струи 12 и вращения изделия 2 выбирают в виде правильной дроби, знаменатель которой является действительным иррациональным числом, Гидроабразивная струя 12, состоящая из абразива и технической воды с концен1рацией 1;4 (по весу) и антикоррозийной добавки (хромпик калия), перемещаясь вдоль изделия, обрабатывает ее поверхность.

Траектория движения струи 12 по поверхности изделия 2 зависит о.. соотношения частот f-./fii.

При Отношениях fc » 4 в виде дроби а/и, при условии л Q==l- рисунок траектории аналогичен рисунку, полученному при дроби n/m, повернутому на 90 .

Несмотря на аналогичность рисунков траекторий при fc/f>i=m/и и fc/;=n/m, они существенно отличаются с точки зрения сохранения исходной круглости изделия.

Теоретически условия сохранения исходной точности могут быть одинаковы в двух случаях, когда f< бесконечно велика, а

fc близка к нулю и когда fc бесконечно велика, à f>1 близка к нулю., что практически неосуществимо, В остальных случаях отношения с к ти формируют поперечные сечения изделия совершенно отличаюшимися друг от друга (фиг. 7-11), В случае fc, значительно меньшей fi1 (фиг. 7), обработка в поперечном сечении изделия происходит по всему периметру сечения, и образуется новое сечение. тоже круглое, со смещеннь.м цен.гром. ИскажеНУ8 ПОП8РЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ИЗД8ЛИй С »ОЧКИ

;.рения круглости в данном случае не происк» дит, так как R=D — d=0, где Р— некруглость

",эделия, D, б макс и мин — диаметральные размеры поперечного сечения.

В слУчае fc меньшей ти, съем в попеРечном сечении изделия происходи. По серповидному сечению (заштрихованная область), что может уменьшить исходную круглость на величину Й=-Р— д (фиг. 1>,, В случае fc равной f на обрабат- ваемой поверхности образуются две ка:.-;авки и исходная некруглость снижается до максимального 3 4386ния искажения, и чем боль в a">6ìÿ обработки, тем больше некруглость г осле абраB случае тс большей;и, в поперечном сечении изделия обр эуется ряд кратеров и

H8Kp>Ãëocòü увеличивается по сравнению с исходной, однако в меньшей степени, чем

ПРИ 1с РаВНОй . Чта СВЯэа НОС УВ6ЛИ ЕНИ6М

1689051

20

50

55 числа кратеров, приводящим к уменьшению разности R=D — d.

В случае 1 значительно меньшей 4, количество кратеров в поперечном сечении изделия увеличивается, они частично перекрывают друг друга и исходная круглость искажается в меньшей мере, чем при fc равной юли большей f .

Представленные на фиг. 7 — 11 формы поперечных сечений изделия показывают, что для меньшего искажения его исходной круглости должно соблюдаться условие f< меньше f>, при котором снимаемый слой металла в поперечном сечении имеет серповидную форму.

Вышеуказанное означает, что с точки зрения меньшего искажения исходной круглости отношение частоты возвратно-поступательного движения струйного аппарата к частоте вращения иэделия должно выражаться правильной дробью, что обеспечивает рациональную траекторию движения струи по поверхности обрабатываемого иэделия, Рассматривая различные варианты отношения частот fc к fu, нетрудно убедиться, что основным моментом строгого повторения траектории струи на поверхности обрабатываемого изделия является натуральная величина знаменателя дроби, которая определяет возможность повторения следов обработки (траектория движения абразивной струи) на поверхности изделия, При каждом повторении траектории абразивная струя углубляет уже существующую канавку на поверхности изделия, что естественно снижает круглость поверхности, качества обработки и производительности, Из этого вытекает условие выбора знаменателя дроби большим, чем числитель, т.е. отношение частоты fc к f должно бить в виде правильной, несократимой дроби, знаменатель которой показывает то число оборотов изделия, после чего траектория струи повторяется, Для полного исключения повтора траектории знаменатель дроби должен выражаться числом, не имеющим предела, т.е. быть числом иррациональным, например, к, /2, и .-..

Х аким образом, для повышения качества обработки при сохранении круглости за счет исключения повторения траектории движения струи и повышения производительности дробь, характеризующую соотношение частот возвратно-поступательного перемещения струи и .вращения изделия, следует выбирать в виде правильной дроби, знаменатель которой является действительным иррациональным числом.

Предлагаемый способ осуществляют на стенде, представленном на фиг. 1. Опыты проводят по двум сериям, В первой серии обрабатывают заготовки из чугуна диаметром 50 мм и длиной 100 мм. Соотношение частот возвратно-поступательного движения струйного аппарата и вращения изделия изменяют в пределах 64(1...1)64 при исходной некруглости 10 мкм. Обработку ведут при давлении сжатого воздуха 0,5 МПа, угле атаки 45 и расстоянии между сопловой насадкой и обрабатываемой поверхностью.

75 мм. Во второй серии обрабатывают кольца в пакете. В этом случае выбирают соотношение с/ и = 1/ .

До и после обработки измеряют круглость на кругломере мод 290.

Представленная на фиг. 13 экспериментальная зависимость показывает, что исходная некруглость при fc равной f увеличивается от 10 до 18 мкм. При соотношении fc/fg более .1 некруглость против исходной увеличивается, однако, чем больше величина отношения, тем меньше искажается исходная некруглость, При соотношении fc/f менее 1 наблюдается аналогичная картина, но с той разницей, что при уменьшении величины отношения исходная некругласть искажается в меньшей степени.

Несмотря на качественно одинаковую зависимость между кривыми; расположенными по обеим сторонам точки а, кривая на фиг. 13 показывает, что с точки зрения некруглости предпочтение имеет соотношение f

Использование изобретения позволит повысить качество обработки и производительность процесса при сохранении круглости и увеличит ресурс работы поршневых колец на 18ф,.

Формула изобретения

Сгюсоб струйно-абразивной обработки; при котором иэделие равномерно вращают, а абразивную струю возвратно-поступательно перемещают вдоль его обрабатываемой поверхности; отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, соотношение час- тот возвратно-поступательного перемещел)7 Ц

", ««Л ДФ »

" JV .»

Ярд " 1

Г

1, 1

/

1 /

1 / ф ния абразивной струи и вращения издел1 я выбирают в виде правильной дроби, знам»«Я "лс*, -й ..«С »

«„" .».l ддю»»»»«

MB!»»» . » .Лй.- .

ЯЭЕ: " 4Д: ..

-,"=- :I»» )

- »-»Г »

Л:ю

»:»» нлтель которой является действительным иррациональным числом.

1589051

Корректор M.Максимишичец

РедаKTop H.ГуньKG

Заказ 3770 Тираж Подгисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретеничи и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская араб.. 4/5 производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул,Гагарина, 101.1 я( н

Составитель B.Kpacoa

Техред M,Mîpãåíòàë