Устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий

 

Изобретение относится к области фрикционно-механического нанесения покрытий и может быть использовано для нанесения покрытий на наружные цилиндрические поверхности, например, коленчатые и распределительные валы двигателей. Устройство содержит корпус К и установленный в нем держатель в виде стакана, составляющего с К прецизионную пару, инструмент-цилиндр с осевым каналом из материала наносимого покрытия, ввернутый в торцевую часть, рабочий элемент в виде твердого тела, размещенного в осевом канале и механизм прижатия и подачи. Последний выполнен автоматически регулируемым в виде установленных в торцевой и боковой частях К двух камер со штуцерами подвода воздуха и регулируемыми редукционными клапанами. Использование изобретения позволяет обеспечить повышение производительности и качества наносимого покрытия, снижение расхода материалов. 4 ил.

Изобретение относится к области нанесения покрытий фрикционно-механическим способом.

Известно устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий [1] содержащее установленный в корпусе подпружиненный полый стержень с регулировочным болтом, инструмент-цилиндр из наносимого покрытия с каналом по всей длине, а также механизм пульсирующей подачи материала с поршнем и толкателем.

Недостатками этого устройства являются: необходимость дозаправки материалом; не предусмотрено регулирование подачи материала, что снижает производительность процесса нанесения и качество наносимого покрытия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий, содержащее полый стержень с поршнем и толкателем, инструмент-цилиндр из наносимого покрытия с каналом по всей длине, а также механизм отсечки пульсирующей подачи материала [2] Устройство предназначено для нанесения покрытий на наружные цилиндрические поверхности.

Недостатками устройства являются: большой объем операции по подготовке устройства к работе и нанесению покрытий, существует необходимость предварительного разогрева материала среды и заправки им устройства, что снижает производительность процесса нанесения покрытий; большая вероятность засорения канала в инструменте-цилиндре кристаллизовавшимися частицами материала среды. Требуется постоянное поддержание работоспособности устройства и регулирование подачи материала, что существенно влияет на производительность процесса нанесения и качество наносимого покрытия. Пульсирующая подача материала среды приводит к ее повышенному расходу.

Изобретение направлено на повышение производительности процесса нанесения покрытий, качества обработки и снижение расхода материалов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство механизма прижатия и подачи выполнены автоматически регулируемыми в виде двух клапанных коробок, с размещенными в них штуцерами для подвода воздуха и регулируемыми редукционными клапанами, при этом клапанные коробки установлены в торцевой и боковой частях корпуса, внутри которого расположен стакан с размещенным в торцевой части цилиндром из материала среды в твердом состоянии.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 разобщительный кран, вид сверху; на фиг. 3 фронтальный разрез А-А разобщительного крана; на фиг. 4 разрез в секущей плоскости Б-Б золотника в поз.V.

В корпусе 1 устройства размещается стакан 5, в который вворачивается инструмент-цилиндр 3 из сплава меди, например, бронзы БрОФ 4-0,25. Внутри инструмента-цилиндра 3 свободно перемещается цилиндр 2 из композиционного материала, например, сплава галлия. Чтобы исключить утечку воздуха из полости 1, цилиндр 2 снабжен резиновой втулкой 4. Стакан 5 с корпусом 1 образует прецизионную пару.

В нижнюю часть корпуса 1 вворачивается клапанная коробка 12. В ней установлены штуцер 11 для подвода воздуха в полость П и редукционный клапан 7. Редукционный клапан 7 служит для поддержания постоянного давления в полости П.

Подвод воздуха в полость 1 осуществляется через клапанную коробку 9. В клапанной коробке 9 установлены штуцер 10 подвода воздуха в полость 1 и редукционный клапан 8. Редукционный клапан 8 служит для поддержания постоянного давления в полости 1.

Жесткость пружин клапанов 7 и 8 регулируется с помощью регулирования винтов 14 и 15.

Подвод воздуха к штуцерам 10 и 11 осуществляется через разобщительный кран, фиг. 2, 3. Кран состоит из корпуса 16, золотника 17, флажка 18. Золотник 17 имеет три фиксированных положения: III подача воздуха отсутствует и полости I и II сообщены с атмосферой, IV подача воздуха в полость I, V - подача воздуха в полости I и II. Жесткость пружины клапана 8 меньше жесткости пружины редукционного клапана 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении все элементы расположены следующим образом.

Инструмент-цилиндр 3 из сплава меди, например, бронзы БрОФ 4-0,25 и цилиндр 2 из материала среды, например, сплава галлия выступают на 1/10 своей длины.

Золотник 17 разобщительного крана (фиг. 2) переводят в положение III. Подача воздуха в полости I и II отсутствует.

Устройство закрепляют в резцедержателе токарного станка.

Поперечной подачей устройство подводят к обрабатываемой детали 13. Включают станок и деталь 13 начинает вращаться. Затем золотник 17 разобщительного крана переводят в положение IV и производят подачу воздуха в полость I. Под давлением воздуха цилиндр 2 прижимается к обрабатываемой детали 13. Давление в полости I возрастает до момента срабатывания клапана 8. За счет теплоты, выделяемой при трении цилиндра 2 и детали 13 происходит интенсивный нагрев материала среды в зоне контакта.

После срабатывания клапана 8 золотник 17 разобщительного крана переводят в положение V, производят подачу воздуха в полость II. Под давлением воздуха инструмент-цилиндр 3 прижимается к обрабатываемой детали. Давление в полости II возрастает до момента срабатывания клапана 7, что соответствует усилию прижатия инструмента-цилиндра 3 к обрабатываемой детали равному 30 МПа.

При достижении вышеуказанного давления происходит плавление материала среды в зоне контакта и нанесения вместе с материалом основного антифрикционного покрытия на обрабатываемую поверхность.

Поддержание постоянного усилия прижатия цилиндра 2 и инструмента-цилиндра 3 к обрабатываемой поверхности обеспечивается поддержанием постоянного давления в полостях I и II, за счет постоянной подачи воздуха в полости I и II и работы редукционных клапанов 7 и 8.

Для достижения оптимальных давлений в полостях I и II, необходимых для формирования среды и нанесения основного антифрикционного покрытия, предусмотрено регулирование давления срабатывания редукционных клапанов 7 и 8 путем изменения жесткости пружин клапанов 7 и 8 регулировочными винтами 14 и 15.

В отличие от существующего, в данном устройстве предусмотрено автоматическое регулирование усилия прижатия, за счет поддержания давления в полостях постоянным с помощью редукционных клапанов, размещенных в клапанных коробках.

По сравнению с известным устройством, данное устройство позволяет исключить следующие операции: разогрев материала среды и заполнение им рабочего объема, ручную регулировку подачи материала среды и основного антифрикционного материала в процессе работы по мере расходования.

Формула изобретения

Устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий, содержащее корпус и расположенный в нем держатель с инструмент-цилиндром с осевым каналом, рабочим элементом, размещенным в канале, механизм прижатия и подачи, отличающееся тем, что механизм прижатия и подачи выполнен автоматически регулируемым в виде установленных в торцевой и боковой частях корпуса двух камер с штуцерами подвода воздуха и регулируемыми редукционными клапанами, держатель выполнен в виде стакана, а рабочий элемент в виде твердого тела.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4