Устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий

 

Изобретение служит для фрикционно-механического нанесения покрытий на наружные цилиндрические поверхности. Устройство содержит корпус, механизм нагружения в виде пневмоцилиндра, подсоединенного к воздушной системе, содержащей воздухопровод, манометр, воздушный кран, редукционный клапан, поршень, толкатель, натирающий инструмент, стержень из материала среды. В механизме нагружения в торцевых выемках поршня и толкателя расположен упругий элемент, в цилиндрической полости толкателя установлена пружина с проставкой, возвратная пружина упирается одним концом в буртик толкателя, а другим - в полый стержень, соединенный с пневмоцилиндром, а натирающий инструмент, например, из бронзы БрОФ4-0,25, выполнен полым, например, в виде втулки, посаженной с натягом на коническую торцевую поверхность толкателя, при этом материал среды, например сплав галлия, выполнен в виде стержня с буртиком в нерабочей части, расположенного в полом натирающем инструменте. 2 ил.

Изобретение относится к нанесению покрытий фрикционно-механическим способом.

Известно устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий, содержащее установленный в корпусе подпружиненный полый стержень с регулировочным болтом, инструмент-цилиндр из наносимого покрытия с каналом по всей длине, механизмом пульсирующей подачи материала с поршнем и толкателем, а также механизмом отсечки подачи материала, выполненный в виде полой резьбовой втулки, размещенной в торцевой части корпуса устройства [1].

Недостатком устройства является необходимость разогрева материала перед нанесением покрытия4 необходимость постоянной ручной регулировки давления прижатия инструмента, так и подачи материала (галлия) вследствие их расхода, что снижает производительность процесса нанесения и не обеспечивает нанесение покрытия под постоянным давлением; повышенный расход дорогостоящего материала.

Наиболее близким по технической сущности решением является устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий, содержащее механизм нагружения в виде пневмоцилиндра, подсоединенного к воздушной системе, содержащей воздухопровод, манометр, воздушный кран, редукционный клапан, поршень которого через промежуточный элемент соединен с толкателем, связанным с размещенным в полом стержне натирающим инструментом [2].

Недостатками устройства являются необходимость перед нанесением покрытия предварительной обработки обрабатываемой поверхности рабочей жидкостью, что снижает производительность процесса нанесения покрытия; невозможность нанесения многокомпонентных покрытий без замены инструмента.

Изобретение направлено на повышение производительности процесса нанесения покрытий путем сокращения времени на предварительную обработку, качества обработки, расширение технологических возможностей устройства.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в механизме нагружения в торцевых выемках поршня и толкателя расположен упругий элемент, в цилиндрической полости толкателя установлена пружина с проставкой, при этом возвратная пружина упирается одним концом в буртик толкателя, а другим - в полый стержень, причем полый стержень соединен с пневмоцилиндром, а натирающий инструмент, например из бронзы БрОФ4-0,25, выполнен полым, например, в виде втулки, посаженной с натягом на коническую торцевую поверхность толкателя, при этом материал среды, например сплав галлия, выполнен в виде стержня с буртиком в нерабочей части расположенного в полом натирающем инструменте.

Существенным отличием предложенного устройства является введение упругого элемента, пружины с проставкой, возвратной пружины, толкателя, натирающего инструмента, например из бронзы БрОФ4-0,25, выполненного, например в виде втулки и материала среды, например сплава галлия, выполненного в виде стержня с буртиком в нерабочей части расположенного в полом натирающем инструменте.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - схема подсоединения устройства к воздушной магистрали.

Устройство состоит из пневмоцилиндра 1 с крышкой 2 и штуцером 3 подвода воздуха. В пневмоцилиндре 1 расположен поршень 4. В торцевых выемках поршня 4 и толкателя 5 установлен упругий элемент 6. На коническую торцевую поверхность толкателя 5 с натягом посажен натирающий инструмент 7, выполненный полым, например, в виде втулки.

В натирающем инструменте 7 расположен стержень 8 из материала среды с буртиком 9 в нерабочей части. В цилиндрической полости толкателя 5 находится пружина 10 с проставкой 11. Пружина 10 через проставку 11 воздействует на стержень 8 из материала среды. Стержень 8 из материала среды буртиком упирается в натирающий инструмент 7. Толкатель 5 и натирающий инструмент 7 находятся в полом стержне 12. Полый стержень 12 соединен с пневмоцилиндром 1. На толкателе 5 установлена возвратная пружина 13, которая одним концом упирается в буртик толкателя 5, а другим - в полый стержень 12. Устройство через воздухопровод 14, манометр 15, воздушный кран 16 связано с редукционным клапаном 17.

Устройство работает следующим образом.

Устройство закрепляют в резцедержателе токарного станка. Поперечной подачей подводят устройство к обрабатываемой детали 18 до утапливания стержня 8 из материала среды в натирающем инструменте 7. Давление на натирающий инструмент 7 отсутствует, а давление на стержень 8 из материала среды соответствует давлению сжатой пружины 10. Затем включают станок и обрабатываемая деталь 18 начинает вращаться, при этом происходит нагрев стержня 8 из материала среды в зоне контакта с обрабатываемой деталью 18. После этого воздушным краном 16 подают воздух под давлением от редукционного клапана 17 через манометр 15, воздухопровод 14, штуцер 3 в полость над поршнем 4. Регулировка и контроль давления воздуха осуществляется с помощью редукционного клапана 17 и манометра 15. Под действием давления воздуха поршень 4 перемещается и через упругий элемент 6 воздействует на толкатель 5. Толкатель 5 одновременно воздействует на натирающий инструмент 7 и пружину 10. Пружина 10 через проставку 11 воздействует на стержень 8 из материала среды. Под действием сжатой пружины 10 обеспечивается давление прижатия стержня 8 из материала среды к обрабатываемой детали 18. Под действием давления воздуха обеспечивается прижатие натирающего инструмента 7 к обрабатываемой детали 18. При достижении давления в надпоршневом пространстве значения, заданного редукционным клапаном 17, происходит стабилизация усилия на натирающем устройстве 7 за счет срабатывания редукционного клапана 17 при повышении давления.

Под действием давления в результате трения происходит плавление стержня 8 из материала среды в зоне контакта и нанесения вместе с основным антифрикционным материалом (натирающий инструмент 7) на обрабатываемую деталь 18. Затем включают продольную подачу и производят нанесение покрытия на обрабатываемую деталь 18 с необходимой скоростью. В процессе нанесения покрытия по мере износа натирающего инструмента 7 и стержни 8 из материала среды с помощью редукционного клапана 17 обеспечивается автоматическая постоянная подача натирающего инструмента 7 и стержня 8 из материала среды, причем диаметр стержня 8 из материала среды и натирающего инструмента 7 подобраны таким образом, что обеспечивается их равномерный расход, При нанесении покрытия упругий элемент 6 компенсирует радиальное биение от неровностей микрорельефа, что позволяет получить равномерное и качественное покрытие.

После окончания нанесения покрытия с помощью воздушного крана 16 сбрасывается давление и под действием возвратной пружины 13 толкатель 5 совместно с натирающим инструментом 7 и стержнем 8 из материала среды, упругим элементом 6, поршнем 4 возвращается в исходное положение. Устройство отводится от обрабатываемой детали 18. При израсходовании натирающего инструмента 7 и стержня 8 из материала среды производят их замену.

По сравнению с известным устройством данное устройство позволяет исключить предварительную обработку деталей перед нанесением покрытий, совмещая в своей работе подачу поверхностно-активного материала, обеспечивающего сцепление покрытия с обрабатываемой поверхностью, и нанесение самого покрытия из материала инструмента, например из бронзы БрОФ4-0,25, повышая при этом производительность труда. В качестве материала среды могут использоваться элементы многокомпонентного покрытия, например сплава галлия, которое данное устройство позволяет наносить.

Формула изобретения

Устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий, содержащее механизм нагружения в виде пневмоцилиндра с поршнем, толкатель, соединенный через промежуточный элемент с поршнем, полый стержень с размещенным в нем натирающим инструментом и подсоединенную к пневмоцилиндру воздушную систему в виде воздухопровода, манометра, воздушного крана и редукционного клапана, отличающееся тем, что полый стержень соединен с пневмоцилиндром, промежуточный элемент выполнен упругим и расположен в торцевых выемках поршня и толкателя, натирающий инструмент выполнен полым, например из бронзы БрОФН-0,25, в виде втулки и установленного в ней стержня с буртиком из материала среды, например, сплава гелия, толкатель выполнен в виде цилиндра с буртиком и с коническим торцом, на который насажена втулка, и с цилиндрической полостью, в которой установлена пружина с проставкой, взаимодействующей с буртиком стержня, при этом толкатель имеет установленную на цилиндрической части пружину, упирающуюся своими концами в буртик толкателя и полый стержень.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2