Устройство для комплексной обработки внутренней поверхности детали типа гильз двс путем детонационного нанесения покрытия и механической обработки этой поверхности



Устройство для комплексной обработки внутренней поверхности детали типа гильз двс путем детонационного нанесения покрытия и механической обработки этой поверхности
Устройство для комплексной обработки внутренней поверхности детали типа гильз двс путем детонационного нанесения покрытия и механической обработки этой поверхности

 


Владельцы патента RU 2457043:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к устройствам в области нанесения покрытий детонационным способом на внутренние поверхности деталей и механической обработки их и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для изготовления и восстановления деталей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного и абразивного воздействия, например, при восстановлении гильз двигателей внутреннего сгорания. Устройство дополнительно содержит инструмент для предварительной и окончательной механической обработки внутренней поверхности детали. Кроме того, устройство дополнительно содержит механизм вертикального перемещения пушки и платформу, закрепленную на механизме горизонтального перемещения. На платформе размещены детонационная пушка и инструмент для предварительной и окончательной механической обработки внутренней поверхности детали, установленные параллельно. Также устройство содержит механизм вертикального перемещения пушки. Техническим результатом является повышение качества полученного слоя на внутренней поверхности детали из-за отсутствия разнотолщинности слоя с одновременным сокращением времени обработки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам в области нанесения покрытий детонационным способом на внутренние поверхности деталей и механической обработки их и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для изготовления и восстановления деталей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного и абразивного воздействия, например, при восстановлении гильз двигателей внутреннего сгорания.

Для современного машиностроения характерно применение метода концентрации разнородных технологических операций на одном оборудовании. Данный технологический прием позволяет повысить производительность, точность и качество обрабатываемых изделий, существенно уменьшить припуск на окончательную обработку поверхности, что, в свою очередь, способствует снижению энергозатрат и себестоимости.

Для деталей типа гильз ДВС предусматривается поверхностно-термическая и финишная механическая обработка внутренней поверхности. Данные виды обработки формируют основные физико-химические свойства поверхности, оказывающие влияние на эксплуатационные характеристики изделий. Поэтому мы считаем, что целесообразно осуществить интеграцию именно этих операций на одном техническом оборудовании. Предлагается устройство для интегрированной операции восстановления деталей типа гильз двигателей внутреннего сгорания.

По патенту №2106915 известен способ детонационного нанесения покрытий и устройство для его осуществления для нанесения покрытий на наружные поверхности, причем операции предварительной подготовки поверхности, напыления и последующей обработки производят за одну установку обрабатываемой детали. Для этого в устройстве на механизме перемещения пушки установлено приспособление для крепления инструмента для предварительной и окончательной обработки поверхности. Однако устройство по этому патенту может обрабатывать только наружные поверхности. Обработка внутренних поверхностей невозможна.

Известен способ реставрации гильз ДВС (Ремонт дорожных машин, автомобилей и тракторов. - Учебник / Под редакцией В.А.Зорина. - М.: изд. «Академия», 2005. - с.300), включающий предварительную механическую обработку, транспортировку детали на участок для нанесения покрытия поверхности, затем обратную транспортировку напыленной детали на механический участок для окончательной обработки. К недостаткам этого способа относятся снижение качества напыляемой поверхности за счет увеличения разнотолщинности слоя в связи с переустановкой детали, снижения производительности за счет увеличения времени обработки, связанного с увеличением припусков и толщины напыляемого слоя и временем на транспортировку детали.

По патенту RU №2350403 (авторы Л.Ф.Мелехин, А.В.Люханов, М.А.Филатов), взятому за прототип, известно устройство для детонационного напыления внутренних поверхностей деталей, например, гильз двигателей внутреннего сгорания. Оно включает детонационную пушку с защитной камерой. Защитная камера образуется напыляемой деталью и двумя крышками, одна из которых установлена на стволе пушки и снабжена упругим элементом. Пушка установлена на механизме горизонтального перемещения. Пушка состоит из ствола, камеры сгорания и разгонной части. Разгонная часть образована изгибом конца ствола по радиусу до прямого угла с конусным сужением в конце. Ствол и разгонная часть детонационной пушки вводятся внутрь напыляемой детали. Деталь приводится во вращение механизмом станка. Производится напыление внутренней поверхности. Но устройство не может напылять отверстия различных диаметров, т.к. нет вертикального установочного перемещения. Кроме того, это устройство не обеспечивает предварительной и окончательной механической обработки внутренней поверхности детали, а производит только напыление.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, на котором можно осуществлять операции детонационного напыления покрытий на внутреннюю поверхность и механическую обработку этой поверхности до и после нанесения покрытия при одном закреплении детали.

Техническим результатом является повышение качества полученного слоя на внутренней поверхности детали с одновременным сокращением времени обработки детали и повышением производительности.

Задача решается предлагаемым устройством для комплексной обработки внутренней поверхности детали типа гильз ДВС путем детонационного нанесения покрытия и механической обработки этой поверхности.

В предлагаемом устройстве используются: детонационная пушка с крышкой, установленной на стволе, который выполнен с разгонной частью изгибом ствола по радиусу до прямого угла с конусным сужением в конце; механизмы горизонтального перемещения пушки и вращения детали; инструмент для предварительной и окончательной механической обработки внутренней поверхности детали; механизм вертикального перемещения пушки и платформа, закрепленная на механизме горизонтального перемещения, причем на платформе параллельно размещены детонационная пушка и инструмент для предварительной и окончательной механической обработки внутренней поверхности детали, выполненный в виде шлифовальной бабки и состоит из электродвигателя, редуктора, шпинделя, оправки и шлифовального круга, а также механизм вертикального перемещения пушки, состоящий из пары «винт-гайка», угольника и маховика.

Технический результат достигается путем установки на платформе механизма вертикальных перемещений пушки и параллельного размещения детонационной пушки и инструмента для предварительной и окончательной механической обработки внутренней поверхности детали. Деталь закрепляется один раз, а вся обработка производится с одной установки, что ликвидирует погрешности базирования, устраняет разнотолщинность нанесенного слоя, что дает повышение качества, а также снижает припуск на механическую обработку, сокращая время обработки и повышая производительность труда.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, вид сбоку.

На фиг.2 оно показано видом сверху.

Станок 1 имеет механизм горизонтальных перемещений 2 и вращение детали через шпиндель и трехкулачковый самоцентрующий патрон 3. На механизме горизонтальных перемещений 2 установлена платформа 4 с расположенной на ней детонационной пушкой 5, имеющей на стволе подпружиненную крышку 6 и механизм вертикальных перемещений пушки, состоящий из угольника 7, пары «винт-гайка» 8 и маховика 9. На платформе 4 параллельно с пушкой 5 расположен инструмент для предварительной и окончательной механической обработки в виде шлифовальной бабки 10, состоящей из электродвигателя 11, редуктора 12, шпинделя 13, оправки 14 и шлифовального круга 15. Обрабатываемая деталь 16.

Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом. Деталь 16 устанавливается в трехкулачковый самоцентрующий патрон 3 и приводится во вращение. Шлифовальный круг 15, установленный на оправке 14 в шпиндель 13, через редуктор 12 получает вращение от электродвигателя 11, после установки горизонтальных перемещений вводится внутрь детали 16 и производит предварительную обработку поверхности до заданных размеров. Затем шлифовальный круг 15 отводится назад от детали 16, сдвигается с оси детали, внутрь детали после установочных горизонтальных и вертикальных перемещений вводится ствол детонационной пушки 5, прижимая крышку 6 к торцу детали 16, создавая закрытую камеру для работы, и производится напыление на заданные размеры, причем обеспечивается минимальный припуск на окончательную обработку. Ствол пушки 5 вместе с платформой 4 отводится от детали 16 назад, внутрь детали вводится шлифовальный круг 15 и производится окончательная обработка поверхности.

Предлагаемое устройство может быть реализовано на серийном металлообрабатывающем оборудовании, например на токарном станке 1. В качестве механизма вращения детали используется шпиндель станка с закрепленным на нем патроном 3, а детонационная пушка и шлифовальная бабка устанавливаются на платформу 4, которая крепится на суппорт горизонтальных перемещений станка 2, имеющего движение вдоль оси и поперечное перемещение.

1. Устройство для комплексной обработки внутренней поверхности детали типа гильз ДВС путем детонационного нанесения покрытия и механической обработки этой поверхности, включающее детонационную пушку с крышкой, установленной на стволе, который выполнен с разгонной частью, образованной изгибом ствола по радиусу до прямого угла с конусным сужением в конце, и механизмы горизонтального перемещения пушки и вращение детали, отличающееся тем, что дополнительно содержит инструмент для предварительной и окончательной механической обработки внутренней поверхности детали, механизм вертикального перемещения пушки и платформу, закрепленную на механизме горизонтального перемещения, причем на платформе размещены детонационная пушка и инструмент для предварительной и окончательной механической обработки внутренней поверхности детали, установленные параллельно, а также механизм вертикального перемещения пушки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм вертикального перемещения пушки состоит из пары «винт-гайка», угольника и маховика.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что инструмент для предварительной и окончательной механической обработки поверхности выполнен в виде шлифовальной бабки и состоит из электродвигателя, редуктора, шпинделя, оправки и шлифовального круга.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аппаратуре газопламенного напыления, работающей на смеси горючего газа-заменителя (метана, природного газа, пропана и др.), кислорода и сжатого воздуха.

Изобретение относится к способам формирования напылением аморфного пленочного покрытия. .

Изобретение относится к технологии получения высокодисперсного порошка диоксида кремния методом сжигания жидких кремнийсодержащих соединений (прекурсора) в пламени горючих газов.

Изобретение относится к газодетонационным устройствам и предназначено для использования в установках детонационного напыления (детонационных пушках). .

Изобретение относится к устройствам в области напыления покрытий детонационным способом и может быть использовано для упрочнения внутренних поверхностей деталей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного и абразивного воздействия в различных отраслях машиностроения и ремонта машин, например, при восстановлении гильз двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к способу сверхзвуковой газопорошковой наплавки защитных покрытий и может быть использовано для получения на изделиях покрытий, устойчивых к коррозии, высокотемпературному или абразивному износу.

Изобретение относится к устройствам дозированной импульсной подачи порошкового материала и предназначено для использования в установках для газотермического нанесения покрытий, преимущественно в установках детонационного напыления (детонационных пушках).

Изобретение относится к детонационному напылению и может быть использовано для нанесения порошковых покрытий различного назначения на детали из различных материалов.

Изобретение относится к технике напыления покрытий, в частности к газотермическому напылению покрытий на тела вращения. .

Изобретение относится к области детонации, а именно к детонационному метателю для получения износостойких покрытий, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для получения износостойких покрытий, включая космонавтику и судостроение

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к детонационному напылению. Может использоваться для разгона и нагрева порошков при нанесения покрытий. Горючую смесь одновременно подают и смешивают в двух камерах сгорания. Детонацию инициируют последовательно, сначала в форкамере устройством для поджигания. Затем ударными или детонационными волнами в основной и вспомогательных боковых камерах сгорания. Причем, в боковых камерах формируются сходящиеся ударные или детонационные волны, что позволяет увеличить амплитуду и скорость волны. Ускорение порошка осуществляют детонационными и ударными волнами, и продуктами сгорания последовательно следующими из основной и боковых камер. Устройство имеет две или более камер сгорания с независимыми системами подачи, смешивания и акустического активирования подаваемых в них горючих смесей. Инициирование детонации в камерах сгорания осуществляется последовательно с синхронизацией за счет конструктивных особенностей систем сопряжения камер. Обеспечивается повышение скорости порошка и качества покрытия. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил., 7 пр.

Изобретение относится к способу атмосферного плазменного напыления и может быть использовано для нанесения покрытия на различные детали машин, например на турбины. Из распылительного сопла для атмосферного плазменного напыления в направлении вытекания выходит материал покрытия. Сопло (4) на одном аксиальном конце содержит насадку (19), из которой в направлении (25) вытекания может выходить защитный газ (28). Насадка (19) имеет на своей торцевой поверхности (31) несколько выходных отверстий (13) или несколько щелей (14) для защитного газа (28). Распылительное сопло имеет твердую наружную и/или внутреннюю оболочку. Насадка (19) не состоит из пористого материала. В способе нанесения покрытия на деталь используется распылительное сопло. С помощью плазменного распылительного сопла, обеспечивающего плазменное распыление с защитным газом, легкоокисляемые металлические покрытия можно наносить также в атмосфере. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности получения существенно большей шероховатости и лучшей морфологии слоя покрытия в труднодоступных местах, а также упрощение монтажа и демонтажа. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для формирования аморфной покрывающей пленки (варианты). Пленку формируют посредством выпуска пламени, содержащего частицы материала для пламенного напыления, струей из пистолета для пламенного напыления по направлению к материалу-основе, вызывания плавления частиц посредством пламени и охлаждения как частиц, так и пламени посредством охлаждающего газа перед тем, как частицы достигают материала-основы. Устройство содержит трубчатый элемент, предусмотренный на пути, по которому пистолет для пламенного напыления выбрасывает струю пламени, так что он окружает пламя, проходящее через зону плавления, в которой плавятся частицы. Трубчатый элемент имеет проточный канал для охлаждающего газа, выполненный вдоль трубчатого элемента и как единое целое с ним. Изобретение обладает следующими преимуществами: для формирования аморфной покрывающей пленки на материале-основе можно использовать множество металлов, имеющих высокие температуры плавления и узкие диапазоны температур переохлаждения, устройство позволяет обеспечить подавление выделения оксидов. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для детонационного наращивания толщины линейных физических объектов. В способе управления процессом детонационного напыления деталей объектив видеокамеры (2) ориентируют в направлении обрабатываемой детали (3). Видеокамеру (2) устанавливают в плоскости оси ствола детонационного инструмента (1) и оси обрабатываемой детали (3). Ось видеокамеры (2) отстоит от оси детонационного инструмента (1) на расстоянии, величина которого определяется суммой половины наружного диаметра ствола детонационного инструмента (1) и половины минимального поперечного размера видеокамеры (2). В устройстве управления процессом детонационного напыления деталей объектив видеокамеры установлен в направлении обрабатываемой детали. Видеокамера (2) установлена в плоскости оси ствола детонационного инструмента (1) и оси обрабатываемой детали (3). Ось видеокамеры (2) отстоит от оси детонационного инструмента (1) на расстоянии, величина которого определяется суммой половины наружного диаметра ствола детонационного инструмента (1) и половины минимального поперечного размера видеокамеры (2). Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности непрерывности контроля толщины наносимого покрытия в процессе его напыления, уменьшение затрат времени на выполнение технологического процесса наращивания толщины линейного физического объекта, повышение качества покрытия, точности выполнения заданной толщины покрытия и надежности системы контроля толщины наносимого покрытия и снижение затрат наносимого материала. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу получения наноструктурированных покрытий для защиты поверхностей изделий. Способ включает формирование в камере сгорания распылителя высокотемпературного газового потока путем сжигания топлива в окислителе, подачу в камеру сгорания исходного материала, являющегося источником образования наночастиц, образование и перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на подложке. При этом в камере сгорания воздействием высокотемпературного газового потока исходный материал переводят в газообразное состояние. Затем газовый поток после выхода из камеры сгорания резко охлаждают до температуры ниже температуры плавления исходного материала. Охлаждение газового потока возможно осуществлять путем смешения с холодным потоком инертного газа. Технический результат заключается в получении наноструктурированных покрытий высокого качества с использованием порошковых материалов металлургической промышленности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для детонационного наращивания поверхности физических объектов. В способе используют детонационный циклический инструмент (1) с манипулятором (2) и блок установки обрабатываемой детали (4) с приводом. В процессе наращивания поверхности физических объектов (3) манипулятор (2) и блок установки обрабатываемой детали (4) перемещают так, чтобы газодетонационный циклический инструмент (1) на объекте напыления (3) формировал на поверхности детали дискретные пятна напыления от отдельных очередных выстрелов в последовательности 1…n. При этом пятно напыления, выполненное при n-м от начала процесса обработки объекта выстреле газодетонационного инструмента (1), накладывалось на пятно напыления, выполненное в процессе не позднее чем n-2-го от начала процесса обработки объекта выстрела газодетонационного циклического инструмента (1). Способ позволяет повысить качество покрытия (5), исключив контакт и перегрев наносимого материала в зонах его перекрытия при последовательных выстрелах, и улучшить адгезию покрытия к основе. Обстрел компактной площадки поверхности детали производят в такой последовательности, что обеспечивают локальный нагрев детали от сосредоточенной в целом обработки локальной серией выстрелов газодетонационного циклического инструмента. Расстояние на поверхности детали между площадками, по которым производятся очередные серии выстрелов, минимизируют. 2 ил.

Изобретение относится к способу и устройству газопламенного напыления наноструктурированных покрытий. Распылитель содержит форкамеру. В качестве исходного материала используют порошковый материал. Одновременно с формированием в камере сгорания распылителя высокотемпературного газового потока в упомянутой форкамере устанавливают давление выше, чем давление в камере сгорания, и формируют высокотемпературный газовый поток, в который подают порошковый материал с образованием газопорошковой струи, которую подают в камеру сгорания со скоростью, большей скорости высокотемпературного газового потока. Осуществляют перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц, полученных из исходного материала, и осаждение их на подложке. В результате получают качественное покрытие из порошкового материала. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях. Вихревая форсунка содержит системы подачи жидкости и газа и сопло. Система подачи жидкости осуществляется по двум направлениям, включающим осевую подачу жидкости через подводящий патрубок и последовательно соединенные и соосные с ним конфузор и цилиндрическое сопло. Тангенциальная подача жидкости осуществляется через коаксиальный с цилиндрическим соплом корпус в виде цилиндроконической гильзы. На цилиндрической части гильзы закреплена вихревая кольцевая камера с патрубком для подачи жидкости. По краям кольцевой камеры выполнены два ряда подводящих жидкость тангенциальных каналов. В каждом ряду имеется по крайней мере три тангенциальных канала, соединяющих кольцевую камеру с цилиндрической полостью корпуса, к которой соосно прикреплена круглая пластина. Круглая пластина расположена перпендикулярно оси вихревой кольцевой камеры и жестко соединена с цилиндрической полостью корпуса в ее концевом сечении. Перпендикулярно круглой пластине прикреплено щелевое сопло, которое выполнено комбинированным из двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса. Соосно круглой пластине к ее периферийной части прикреплен рассекатель двухфазного потока, выполненный в виде перфорированной конической поверхности, охватывающей щелевое сопло с дроссельными сквозными отверстиями прямоугольного сечения, соединенными с полостью корпуса. Обеспечивается повышение эффективности образования газокапельной струи и расширение зоны ее подачи. 2 ил.
Наверх