Устройство для обработки деталей свободным абразивом (варианты)

 

Устройство предназначено для шлифования или полирования наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения свободным абразивом. Оно содержит ванну 1 с абразивом 2, контртело 5, смонтированное на основании ванны 1. Обрабатываемая деталь 8 закреплена на оправке или в патроне шпинделя 6, например, вертикально-сверлильного станка. Для обработки наружной поверхности детали рабочая поверхность контртела 5 является охватывающей по отношению к детали 8, а для обработки внутренней поверхности она является охватываемой. В поперечном сечении рабочая поверхность контртела представляет собой окружность или часть ее, причем центр этой окружности несколько смещен относительно оси шпинделя. За счет этого между поверхностью обработки и рабочей поверхностью контртела образуется клиновой зазор. В процессе вращения детали в этот зазор затягивается абразив и производится обработка. Вне клинового зазора происходит перемешивание абразива, находящегося в свободном состоянии, также за счет вращения детали 8. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области механической обработки металла свободным абразивом и может найти применение при шлифовании и полировании поверхностей тел вращения различной формы.

Известно устройство для абразивной обработки по авторскому свидетельству СССР N 1553347 (опубл. 30.03.90), содержащее эластичную рабочую камеру, заполненную свободным абразивом. Для обработки введенной в камеру детали производится объемное сжатие абразивного порошка.

Использование деформации эластичной камеры в известном устройстве не позволяет создать достаточного и равномерного давления абразивных зерен по всей высоте детали. При этом не обеспечивается эффективное перемешивание зерен, что приводит к быстрому засаливанию неподвижного абразивного слоя и ухудшению качества обработки. Наличие уплотняемой горловины ограничивает применение устройства.

От указанных недостатков свободно устройство для обработки деталей псевдоожиженным абразивом по авторскому свидетельству СССР N 1108002 (опубл. 15.08.84). Это устройство содержит оправки для обрабатываемой детали и контртела, установленные в рабочей емкости, в которой находится абразивный порошок. При этом контртело выполнено в виде диска и установлено с некоторым зазором по отношению к обрабатываемой детали. Подачей сжатого воздуха через газораспределительную решетку создают псевдоожиженный слой абразива, зерна которого, попадая в зазор между вращающимся контртелом и обрабатываемой деталью, производят обработку последней.

Во время обработки контакт абразива с обрабатываемой поверхностью происходит не по площади, а по линии, что отрицательно сказывается на производительности устройства.

Предлагаемым изобретением решается задача улучшения условий обработки за счет увеличения зоны давления абразива на поверхность обрабатываемой детали при сохранении способности абразива эффективно перемешиваться вне этой зоны.

Для достижения этого технического результата в устройстве для обработки свободным абразивом наружных поверхностей тел вращения, содержащем оправку для обрабатываемой детали, емкость с абразивом, контртело, установленное с зазором по отношению к обрабатываемой детали, рабочая поверхность контртела в поперечном сечении выполнена в виде по меньшей мере части окружности, охватывающей обрабатываемую поверхность и расположенной эксцентрично оси шпинделя.

Для обработки внутренних поверхностей тел вращения рабочая поверхность контртела в поперечном сечении выполнена в виде по меньшей мере части окружности, охватываемой поверхностью обработки и расположенной эксцентрично оси шпинделя.

Для улучшения перемещения абразивных зерен вдоль оси вращения обрабатываемой детали на рабочей поверхности контртела могут быть выполнены винтовые канавки.

Отличительными признаками предлагаемого устройства для обработки деталей свободным абразивом от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является выполнение рабочей поверхности контртела охватывающей или охватываемой по отношению к обрабатываемой поверхности детали, в зависимости от того, какая поверхность обрабатывается - наружная или внутренняя. При этом окружность или часть ее, образованная поперечным сечением рабочей поверхности контртела, располагается с эксцентриситетом относительно оси шпинделя или обрабатываемой детали.

Благодаря наличию этих признаков во время обработки между контртелом и деталью образуется клиновой зазор, плавно уменьшающийся в направлении вращения шпинделя. В этом зазоре создается давление абразивных зерен на значительной площади поверхности детали. Вне зазора абразив находится в свободном состоянии и легко перемешивается от вращения погруженной в него детали.

Контртело представляет собой не сложную в изготовлении деталь, которая в отличие от прототипа не требует привода вращения, а крепится к емкости с абразивом. Не требуется в отличие от аналога и средства для уплотнения абразива, поскольку он уплотняется, попадая в клиновой зазор между контртелом и деталью, которая затягивает зерна в зазор за счет своего вращения.

Предлагаемое устройство для обработки деталей свободным абразивом иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 - 5.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для обработки наружных поверхностей деталей.

На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

На фиг. 3 - устройство для обработки внутренних поверхностей деталей.

На фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.

На фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит рабочую ванну 1, заполненную абразивом 2. К основанию 3 ванны посредством упора 4 (фиг. 5) прикреплено контртело 5, изготовленное из более мягкого, чем обрабатываемая деталь, металла. Рабочая поверхность контртела 5 в поперечном сечении имеет форму части окружности, центр которой несколько смещен относительно оси шпинделя 6 или закрепленной на оправке 7 шпинделя обрабатываемой детали 8. Контртело 5 установлено так, что между его рабочей поверхностью и обрабатываемой поверхностью детали 8 образован минимальный зазор, необходимый для прохождения абразива. Этот зазор благодаря указанному выше эксцентриситету имеет клиновую форму, т.е. он плавно уменьшается в направлении вращения шпинделя 6 до точки минимальной величины зазора, после которой снова плавно увеличивается. Для обработки наружной поверхности деталей типа тел вращения (фиг. 1 и 2) применяется контртело, охватывающее обрабатываемую деталь. Если обрабатывается внутренняя поверхность таких деталей (фиг. 3 и 4), охватывающей является обрабатываемая деталь, а контртело устанавливается внутри ее. В первом случае радиус рабочей поверхности контртела должен быть несколько больше радиуса обрабатываемой детали, а во втором случае - несколько меньше.

На рабочей поверхности контртела 5 выполнены винтовые канавки 9, улучшающие перемещение абразивных зерен вдоль оси вращения обрабатываемой детали.

Работа устройства для обработки деталей свободным абразивом осуществляется следующим образом.

Обрабатываемая деталь 8 приводится во вращение шпинделем 6 и вертикальным перемещением последнего погружается в абразивный порошок 2 на требуемую глубину. При этом между обрабатываемой поверхностью детали 8 и рабочей поверхностью контртела 5 образуется клиновой зазор, в который вращающаяся деталь нагнетает абразив. Поскольку клиновой зазор сужается в направлении вращения детали 8, то в нем возникает давление абразива, прогрессивно возрастающее по мере сужения зазора и достигающее максимального значения в месте наибольшего сближения детали и контртела. Происходит интенсивная обработка, т.к. контакт абразива с деталью происходит по некоторой площади.

В процессе обработки в абразивном клине имеет место непрерывное перемещение абразивных зерен, что способствует получению высокой чистоты по всей поверхности детали. Зерна, попадающие в винтовые канавки контртела, поднимаются по ним вверх, перемещаясь таким образом вдоль оси вращения детали.

В течение всего цикла обработки через отверстие в основании 3 ванны 1 в нее насосной станцией (не показана) подается смазочно-охлаждающая жидкость. Металлические отходы обработки, имеющие больший удельный вес, чем абразив, оседают на дно ванны и могут быть удалены впоследствии после их накопления в значительном объеме. Таким образом, происходит очистка абразивного порошка. Постоянство уровня СОЖ поддерживается за счет верхнего сливного отверстия.

По окончании обработки деталь подъемом шпинделя 6 извлекается из ванны.

Формула изобретения

\\\1 1. Устройство для обработки деталей свободным абразивом, содержащее шпиндель с узлом крепления детали, емкость с абразивом и контртело, отличающееся тем, что рабочая поверхность контртела в поперечном сечении выполнена в виде по меньшей мере части окружности, охватывающей поверхность обработки и расположенной эксцентрично оси шпинделя. \\\2 2. Устройство для обработки деталей свободным абразивом, содержащее шпиндель с узлом крепления детали, емкость с абразивом и контртело, отличающееся тем, что рабочая поверхность контртела в поперечном сечении выполнена в виде по меньшей мере части окружности, охватываемой поверхностью обработки и расположенной эксцентрично оси шпинделя. \\\2 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что на рабочей поверхности контртела выполнены винтовые канавки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5