Устройство для вибрационной обработки

 

Изобретение относится к области отделочно-упрочняющей обработки и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и для обработки изделий из камня. Его использование позволяет существенно расширить технологические возможности вибрационной установки с резинометаллическими контейнерами и обкатными роликами 6 за счет обеспечения возможности независимого регулирования достижимой шероховатости обрабатываемых деталей 12 в каждом контейнере. Это достигается тем, что контейнеры виброустановки смонтированы на основании 4 с возможностью радиального перемещения относительно вертикальной оси вращения вала 7 вибратора. 3 ил.

Изобретение относится к области отделочно-упрочняющей обработки и может использоваться в машиностроении, радио и приборостроительной промышленности, а также для обработки изделий из камня.

Известно устройство для вибрационной обработки деталей, содержащее установленный на основании рабочий орган с дном из эластичного материала и вибратор, выполненный в виде кинематически связанного с приводом вращения вертикального вала с горизонтальными радиально расположенными осями с роликами, смонтированными с возможностью контакта с дном рабочего органа. Конструктивно рабочий орган выполнен в виде кольцевого контейнера (авт. св. N 1283060, кл. B 24 B 31/073, 1985).

Известное устройство не позволяет изменять режим обработки в широких пределах. Основным регулируемым параметром в этом устройстве является амплитуда колебаний. Существует также возможность изменения частоты вибраций посредством смены шкивов клиноременной передачи привода вращения вала вибратора, однако, вследствие значительной трудоемкости этой операции регулирование частоты вибраций таким образом практически не производится. Невозможность регулирования значений вибрационных ускорений частиц загрузки в данном устройстве приводит, как будет показано ниже, к неосуществимости управления величиной достижимой шероховатости обрабатываемых деталей.

Известно также устройство для вибрационной обработки деталей, содержащее установленный на основании рабочий орган с дном из эластичного материала и вибратор, выполненный в виде кинематически связанного с приводом вращения вертикального вала с горизонтальными радиально расположенными осями с роликами, смонтированными с возможностью контакта с дном рабочего органа. Конструктивно рабочий орган выполнен в виде группы контейнеров с возможностью независимого регулирования вертикального смещения (амплитуды вибраций) (авт. св. N 1397255, кл. B 24 B 31/073, 1988).

Недостатком устройства являются ограниченные технологические возможности по получению различных значений достижимой шероховатости поверхности обрабатываемых деталей. В указанном устройстве регулирование режима обработки в каждом контейнере производится за счет изменения величины амплитуды вибраций. Однако амплитуда вибраций в силу конструктивных особенностей устройства несущественно влияет на изменение шероховатости поверхности обрабатываемых деталей. Это связано с тем, что амплитуда вибраций в известной конструкции практически не оказывает влияния на величины сил взаимодействия деталей и частиц абразива, а, следовательно, не влияет на глубину внедрения абразивных гранул в материал детали. Таким образом, высота микрорельефа обрабатываемой детали (шероховатость ее поверхности) не зависит от амплитуды вибраций. Математическое доказательство этого факта приведено ниже.

В заявленном устройстве расширение его технологических возможностей осуществляется посредством широкого независимого регулирования величины достижимой шероховатости поверхности обрабатываемых деталей в каждом контейнере. Это достигается тем, что в устройстве для вибрационной обработки деталей, содержащем установленные на платформе контейнеры с донышками из эластичного материала и вибратор, выполненный в виде вертикального вала с роликами, смонтированными с возможностью контакта с дном рабочего органа (контейнера), в отличие от известной конструкции, контейнеры установлены на платформе с возможностью радиального перемещения относительно оси вращения вертикального вала вибратора. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию патентоспособности "новизна".

Заявляемое устройство позволяет, как будет показано ниже, управлять величинами взаимных ускорений частиц загрузки. Шероховатость детали при виброобработке (высота микрорельефа) определяется глубиной внедрения абразивных гранул в материал детали. Глубина внедрения абразивной гранулы зависит от величин взаимных ускорений частиц в момент взаимодействия. Управление значения этих ускорений позволяет регулировать шероховатость поверхности обрабатываемых деталей. Установка контейнеров в заявленном устройстве с возможностью их радиального перемещения по отношению к оси вращения вертикального вала вибратора приводит к возникновению нового свойства возможности широкого регулирования шероховатости деталей в каждом контейнере.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом и с другими техническими решениями в данной области техники не выявили устройства, где контейнеры смонтированы на платформе виброустановки с возможностью радиального перемещения относительно оси вращения вертикального вала вибратора.

Таким образом, предложенное решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 вид сверху устройства для вибрационной обработки.

Устройство состоит из нескольких контейнеров 1, установленных на направляющих 2 платформы 3, которая неподвижно закреплена на основании 4. Дно 5 каждого контейнера выполнено из эластичного материала. Вибратор выполнен в виде роликов 6, оси которых связаны с вертикальным валом 7, который приводится во вращение через клиноременную передачу двигателем 8. Контейнеры 1 могут перемещаться по направляющим 2 в прорезях платформы с помощью винта 9, приводимого в движение маховиком 10. В контейнере 1 находится рабочая среда 11 и обрабатываемые детали 12. На дне контейнера расположен придонный слой загрузки 13. Ось контейнера находится на расстоянии R1 от оси вращения вибратора 7. Обкатывающие ролики 6 имеют радиус R2 и соприкасаются с дном контейнера по дуге DCB. В прямоугольной системе координат XOY (ось X направлена в сторону движения ролика 6) ширина зоны контакта определяется абсциссами точек B и D: X1 и -X1 соответственно. Начальный угол контакта ролика 6 с дном контейнера составляет . Ролика 6 имеет угловую частоту вращения W2. Амплитуда вибраций определяется глубиной погружения ролика величиной A.

Устройство работает следующим образом. В контейнер 1 загружается рабочая среда 11 и обрабатываемые детали 12. Затем от электродвигателя 8 через ременную передачу сообщают вращательное движение валу 7 и роликам 6 с угловой частотой W1. Линейная скорость движения центра сечения ролика, находящегося на расстоянии R1 от оси вращения, определяется по формуле: V=W1R1 (1). Контактирование ролика 6 с придонным слоем 13 происходит по дуге DCB (фиг.2). Каждая точка придонного слоя находится в контакте с роликом в течение некоторого времени. За это время абсцисса этой точки изменяет свое значение в системе координат XOY от X1 до -X1. При отсутствии проскальзывания между роликом 6 и дном 5 для любой точки поверхности ролика в указанном на фиг.2 сечении угловая скорость вращения составляет: где R2 радиус сечения ролика. На участке дуги DCB параметрические уравнения движения точки имеют вид: X = R2cos(W2t+) (3) Y = R2sin(W2t+) (4) где X и Y координаты точки дуги DCB по осям X и Y соответственно; начальный угол контакта.

Проекции ускорения точки дуги DCB с координатами X и Y на соответствующие оси координат равны:
Модуль результирующего ускорения, сообщаемого частицами придонного слоя загрузки, составляет:

С учетом формул 1 и 2 величина ускорения определяется по формуле:

Из формулы 8 видно, что ускорения частиц придонного слоя загрузки пропорциональны квадрату расстояния от оси вращения вертикального вала вибратора до зоны контакта (R1) и не зависят от амплитуды вибраций A.

По мере проникновения вибрационного воздействия вглубь загрузки (от придонного слоя вверх) его интенсивность уменьшается из-за демпфирующих свойств среды загрузки. Это приводит к уменьшению взаимных ускорений частиц от нижнего слоя к верхнему, а следовательно, и глубин внедрения абразивных гранул, т. е. к ослаблению влияния вибрационного воздействия на величину изменения шероховатости в верхних слоях. Достижимая шероховатость поверхности деталей определяется максимальными внедрениями абразивных гранул в материал детали, т. е. зависит от максимальных взаимных ускорений частиц загрузки, величины которых определяются по формуле 8 для придонного слоя.

Таким образом, в предлагаемом устройстве регулирование достижимой шероховатости поверхности обрабатываемых деталей производится посредством перемещения каждого контейнера на требуемое расстояние R1 от оси вращения вертикального вала вибратора.


Формула изобретения

Устройство для вибрационной обработки деталей, содержащее установленные на платформе контейнеры с дном из эластичного материала и вибратор, выполненный в виде кинематически связанного с приводом вращения вертикального вала с роликами, смонтированными с возможностью контакта с дном контейнера, отличающееся тем, что оно снабжено средствами радиального перемещения контейнеров, установленными на платформе и соединенными с боковой стенкой контейнера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию, осуществляющему вибрационную обработку деталей свободным наполнителем, например абразивом, и может быть использовано для зачистных и отделочных работ

Изобретение относится к машино- и приборостроению, в частности к отделке изделий из камня

Изобретение относится к области отделочно-упрочняющей обработки и может быть использовано в отраслях машиностроительной и приборостроительной промышленности

Изобретение относится к области отделочно-упрочняющей обработки и может быть использовано в отраслях машиностроительной и приборостроительной промышленности

Изобретение относится к вибрационной обработке деталей в среде свободного абразива , металлических и неметаллических наполнителей и может быть использовано в 2 различных отраслях машиностроения

Изобретение относится к устройствам для отделочно-упрочняющей обработки и может быть использовано в машиностроительной и приборостроительной промышленности

Изобретение относится к области машино- и приборостроения и может быть использовано при отделочно-упрочняющей обработке мелких массовых деталей

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для отделочной и упрочняющей обработки деталей гранулированной средой

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке деталей в контейнерах, совершающих низкочастотные колебания

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке деталей в контейнерах, совершающих низкочастотные колебания

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке деталей в контейнерах, совершающих низкочастотные колебания

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке деталей в контейнерах, совершающих низкочастотные колебания. Виброустановка содержит упруго установленную на основании рабочую камеру с вибратором. Рабочая камера выполнена с многогранной винтовой поверхностью по ее внутреннему и наружному периметру и имеет вид спирали, состоящей из секций, смонтированных из двух подсекций, изготовленных из полос, согнутых в одну сторону по прямым линиям сгиба, размещенным под углом k кромкам полос, и свернутых в кольцо с попеременным образованием по длине полосы разных по размерам равносторонних, равнобедренных и разносторонних треугольников, стороны которых отличаются друг от друга на линейную величину, кратную целому числу Δ. Раскрыты соединения упомянутых треугольников между собой с образованием рабочей камеры заданной формы. В результате расширяются технологические возможности виброустановки и повышается производительность обработки. 15 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке деталей в контейнерах, совершающих низкочастотные колебания. Виброустановка содержит упруго установленную на основании тороидальную рабочую камеру с вибратором. Рабочая камера выполнена с многозаходной винтовой поверхностью, имеющей винтовые канавки внутри и снаружи рабочей камеры под углом к ее оси в виде карманов многоугольной формы и различных размеров по периметру рабочей камеры. Последняя смонтирована из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора с многогранной поверхностью. Сектор изготовлен из свернутой в кольцо полосы, согнутой по линиям сгиба, расположенным под углом к кромкам полосы, имеющим разную длину и расстояния между которыми равны длине каждой стороны упомянутых карманов, с образованием на полосе разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами. Секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников. В результате расширяются технологические возможности и повышается производительность обработки деталей. 9 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для шлифования, полирования и упрочнения поверхностного слоя деталей в контейнерах, совершающих низкочастотные колебания. Устройство содержит упруго установленную на основании пустотелую рабочую камеру в виде квадрата с образованными по ее внутреннему и наружному периметру многозаходными винтовыми поверхностями треугольной формы и однонаправленными многозаходными винтовыми линиями. Камера смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех пустотелых секций в виде круговых секторов и четырех пустотелых прямолинейных секций. Четыре секции в виде круговых секторов смонтированы из подсекций, выполненных из полос, согнутых с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, свернутых в кольцо и соединенных свободными сторонами четырехугольников. Четыре пустотелые прямолинейные секции выполнены по меньшей мере из одной полосы, согнутой по прямым линиям с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, и свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам. В результате расширяются технологические возможности, повышается производительность обработки и увеличивается путь движения обрабатываемых деталей и рабочей среды в камере. 14 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для шлифования, полирования и упрочнения поверхностного слоя деталей в контейнерах. Устройство содержит упруго установленную на основании рабочую камеру с приводом. Последняя выполнена пустотелой в форме квадрата с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов криволинейной формы. Рабочая камера смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех пустотелых секций в виде пустотелых круговых секторов и четырех пустотелых прямолинейных секций. Секции в виде кругового сектора выполнены из полос, на которых образованы разные по размерам четырехугольники с двумя параллельными сторонами в виде линий сгиба. Полосы свернуты в кольца-подсекции, соединенные друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников. Пустотелые прямолинейные секции выполнены по меньшей мере из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полосы, и свернутой в цилиндрические витки с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий и винтовых поверхностей криволинейной формы в виде карманов полукруглой формы. В результате расширяются технологические возможности устройства и увеличивается производительность обработки деталей. 14 ил.
Наверх