Способ и устройство для обработки внутренней поверхности волноводов

Изобретение относится к различным областям промышленности, преимущественно ракетно-космической и авиационной, и может быть использовано при магнитно-абразивной обработке металлических волноводов сложной формы и любой длины. На кронштейнах закрепляют волновод, на котором устанавливают кольцевой рабочий орган с постоянными магнитами, равноотстоящими от его наружной поверхности и полностью ее охватывающими. Заправляют волновод изнутри абразивом или металлическими шариками, помещенными в жидкость или без нее. Перемещают снаружи вдоль волновода рабочий орган с постоянными магнитами. Используют многокоординатную пространственную систему с электроприводами-позиционерами для перемещения рабочего органа вдоль волновода, приводы поворота и вращения рабочего органа и систему управления перемещением, поворотом и вращением рабочего органа. В результате повышаются качество и производительность обработки внутренней поверхности волноводов сложной формы и любой необходимой длины. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к различным областям промышленности, прежде всего ракетно-космической и авиационной. В частности, изобретение относится к металлообработке и к способам и устройствам для изготовления металлических волноводов. Изобретение может быть использовано для магнитно-абразивной обработки и полирования внутренней поверхности волноводов космических аппаратов (КА).

Из уровня техники известно устройство (патент RU 2220836 С1) для магнитно-абразивного полирования поверхностей, для виброшлифования штампов, инструментов, оптических стекол и других фасонных наружных поверхностей с прямолинейной или криволинейной образующей.

Известно устройство (заявка RU 68409 U1) для полирования поверхностей изделий, содержащее рабочий инструмент в виде вращающегося колеса, внутри которого находится магнитная система, подающий насос, связанный с форсункой подачи магнитореологической жидкости к рабочему инструменту с помощью электродвигателя. В априори - это вариант ручного шлифовального станка, отличающийся использованием для полирования поверхности изделий абразивной магнитной жидкости.

В общем случае все эти устройства содержат электромагнитное устройство различной формы для создания магнитного поля, активизирующего магнитный абразив (создание колебаний или перемещение обрабатываемой детали).

Недостатком всех этих устройств является то, что они предназначены только для обработки наружных поверхностей изделий.

Известно устройство (патент RU 75976 U1) для шлифования внутренней поверхности глубокого отверстия или трубы большого диаметра, содержащее цилиндрическое основание со штангой, на котором параллельно расположены на некотором расстоянии друг от друга щеки, между которыми равномерно по окружности установлены несколько прямошлифовальных машин, при этом каждая прямошлифовальная машина снабжена устройством регулирования их прижатия к обрабатываемой поверхности. Для перемещения устройства вдоль штанги используется привод.

Недостатком данного устройства является то, что оно предназначено для обработки труб и глубоких отверстий только круглого сечения и прямолинейного исполнения.

Известен способ (заявка RU 2002127095 А) шлифования и полирования сложнопрофильных, фасонных и малого диаметра отверстий, который заключается в том, что обрабатываемую деталь приводят во вращение, а гибкому цилиндрическому абразивно-алмазному инструменту сообщают возвратно-поступательную продольную и поперечную подачу и вращение с помощью индивидуального привода вращения, а установку и изменение угла между продольной осью инструмента и осью обрабатываемого отверстия детали производят в зависимости от величины снимаемого припуска и осуществляют с помощью привода поворота.

Данный способ не годится для обработки внутренних поверхностей деталей сложной формы и геометрии.

Известные способ и устройства выполняют те же функции, что и заявленное изобретение, но общих признаков, позволяющих использовать их в качестве прототипов, не имеют.

Волноводные тракты КА являются геометрически сложной системой, состоящей из различных элементов волноводной техники, соединенных между собой посредством металлических волноводов. Чаще всего волноводы для КА - металлические, тонкостенные, изготавливаются из алюминия. Для уменьшения потерь в волноводе его внутреннюю поверхность изготавливают более гладкой и покрывают серебром. Волноводы в сечении могут быть различной формы (круглыми, прямоугольными, эллиптическими).

Волноводы с двух сторон имеют фланцы или муфты для крепления между собой и к другим элементам волноводной техники. Длина отдельных фрагментов волноводов обуславливается технологическими ограничениями по возможности обработки внутренней поверхности. При сложной форме, наличии поворотов и ответвлений приходится использовать короткие отрезки волноводов, соединяя их между собой. Это ведет к увеличению общей массы волноводного тракта из-за большого количества фланцев и муфт. Существующие технологии изготовления волноводов накладывают ограничения на длину отдельных фрагментов вследствие необходимости механической ручной обработки - крацевания внутренней поверхности волноводов перед операцией электрохимического серебрения внутренней поверхности и последующей полировки этого покрытия.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении качества и производительности выполнения операций обработки (шлифование, полирование и т.п.) внутренней поверхности волноводов сложной формы и любой необходимой для КА длины.

Поставленная задача решается за счет того, что волновод закрепляют на кронштейнах, на волноводе устанавливают кольцевой рабочий орган с постоянными магнитами, равноотстоящими от его наружной поверхности и полностью ее охватывающими, заправляют волновод изнутри абразивом или металлическими шариками, помещенными в жидкость или без нее; перемещают снаружи вдоль волновода рабочий орган с постоянными магнитами, используя систему управления перемещением рабочего органа и многокоординатную пространственную систему с электроприводами-позиционерами, привод поворота и привод вращения рабочего органа. При этом для шлифования внутренней поверхности волновода в качестве абразива рекомендуется использовать ферромагнитную жидкость или магнитореалогическую жидкость, а для полировки внутренней поверхности волновода использовать металлические шарики, помещенные в полировочную жидкость или полировочную суспензию; использовать одновременно металлические шарики разного диаметра; использовать металлические шарики, помещенные в ферромагнитную жидкость, использовать металлические шарики, помещенные в магнитореологическую жидкость. Устройство для обработки внутренней поверхности волноводов, содержит основание, кронштейны для крепления волновода; многокоординатную пространственную систему с электроприводами-позиционерами; привод поворота и привод вращения рабочего органа; систему управления перемещением рабочего органа. Постоянные магниты предлагается выполнять из магнитного сплава, например NdFeB.

Устройство для обработки внутренней поверхности волноводов состоит из: основания (1), привода по оси Х (2), привода по оси Y (3), привода по оси Z (4), рабочего органа (5) с постоянными магнитами (6), привода поворота рабочего органа (7), привода вращения рабочего органа (8), системы управления (9), кронштейны крепления волновода с технологическими заглушками (10), на которых установлен обрабатываемый волновод (11).

Способ обработки внутренней поверхности волноводов осуществляется поэтапно следующим образом:

- обрабатываемый волновод (11) заправляют необходимым по технологическому процессу шлифования количеством абразива, или при операции полирования - необходимым количеством металлических шариков, или каким-либо другим технологическим составом и устанавливают на кронштейны крепления волновода с технологическими заглушками (10);

- в систему управления (9) заносят геометрические размеры волновода или в режиме ручного управления осуществляют программирование «от точки к точке», проводя рабочий орган (5) вдоль волновода или его макета. В дальнейшем эту программу сохраняют в системе управления для данного типа волноводов;

- переключают систему управления в автоматический режим, после чего происходит перемещение рабочего органа (5) с постоянными магнитами (6) вдоль волновода, повторяя его изгибы и повороты, за счет перемещения привода по оси Х (2), привода по оси Y (3), привода по оси Z (4), привода поворота рабочего органа (7), привода вращения рабочего органа (8). Движение повторяется необходимое для данного типоразмера волновода количество раз.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет осуществлять обработку внутренней поверхности волноводов сложной формы любой необходимой для КА длины в автоматическом режиме и, помимо повышения качества внутренней поверхности волноводов, может снять ограничения на изготовление волноводов большой длины и, как следствие, уменьшить вес волноводного тракта КА.

1. Способ магнитно-абразивной обработки внутренней поверхности волноводов сложной формы, включающий закрепление волновода посредством кронштейнов на основании, установку на волноводе кольцевого рабочего органа с постоянными магнитами, равноотстоящими от наружной поверхности волновода и полностью его охватывающими, заправку волновода изнутри абразивом или металлическими шариками, помещенными в жидкость или без нее, и перемещение упомянутого рабочего органа вдоль волновода, при этом используют многокоординатную пространственную систему с электроприводами-позиционерами для обеспечения перемещения рабочего органа вдоль волновода, привод поворота и привод вращения рабочего органа и систему управления упомянутым перемещением, поворотом и вращением рабочего органа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут шлифованием, при этом в качестве абразива используют ферромагнитную жидкость.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут шлифованием, при этом в качестве абразива используют магнитореалогическую жидкость.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут полированием, при этом металлические шарики помещают в полировальную жидкость или полировальную суспензию.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут полированием, при этом одновременно используют металлические шарики разного диаметра.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут полированием, при этом металлические шарики помещают в ферромагнитную жидкость.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут полированием, при этом металлические шарики помещают в магнитореологическую жидкость.

8. Устройство для магнитно-абразивной обработки внутренней поверхности волноводов сложной формы, характеризующееся тем, что оно содержит основание, кронштейны для крепления волновода, кольцевой рабочий орган с постоянными магнитами, равноотстоящими от наружной поверхности волновода и полностью его охватывающими, многокоординатную пространственную систему с электроприводами-позиционерами для обеспечения перемещения рабочего органа вдоль волновода, привод поворота и привод вращения рабочего органа и систему управления упомянутым перемещением, поворотом и вращением рабочего органа.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что постоянные магниты выполнены из магнитного сплава, например NdFeB.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при очистке и/или отделочной обработке сложных поверхностей изделий. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для магнитно-абразивной обработки деталей, имеющих цилиндрические, плоские, сферические и др.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для формообразования пространственно-сложных поверхностей деталей, в частности рабочей части лопатки газовой, паровой или гидротурбины.

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано для полирования поверхностей штампов, инструментов, оптических стекол и других фасонных поверхностей с прямолинейной или криволинейной образующей.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для создания станков для снятия припуска, шлифования и полирования прутков из твердых сплавов, не поддающихся обработке резанием.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к металлообработке, и может быть использовано для магнитно-абразивной обработки деталей, имеющих цилиндрические, плоские и другие поверхности.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при магнитно-абразивной обработке сложнопрофильных инструментов, в частности метчиков. Осуществляют магнитно-абразивное полирование метчика, включающее обработку заборной, калибрующей и ведущей рабочих частей метчика при его прямом и обратном вращении в магнитно-абразивной массе. Используют установленные перпендикулярно оси метчика круговые насадки с форсунками, через которые в зону обработки каждой рабочей части метчика направляют под регулируемым давлением воздушные потоки в противоположных друг другу направлениях для удержания магнитно-абразивной массы в границах обрабатываемой части метчика. 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при производстве оптических компонентов для обработки и заострения краев, кромок, граней, фасок, а также для изготовления элементов точной механики, метрологических поверочных пластин, щупов и калибров. Магнитореологическое полирование включает позиционирование оптического элемента с образованием рабочего зазора между его торцовой поверхностью и движущейся несущей поверхностью, предварительное формование магнитореологической жидкости (МРЖ) с использованием формующего элемента, подвод ее к движущейся несущей поверхности, формирование рабочей зоны путем приложения магнитного поля в зоне рабочего зазора и съем части материала с обрабатываемой торцовой поверхности оптического элемента. Формующий элемент подводят к движущейся несущей поверхности с образованием между ними щелевого зазора. Предварительное формование МРЖ осуществляют путем ее пропускания через щелевой зазор после подвода МРЖ к движущейся несущей поверхности и до ее подачи в рабочий зазор между торцовой поверхностью оптического элемента и движущейся несущей поверхностью. В результате уменьшается нежелательное воздействие МРЖ на необрабатываемые поверхности детали. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для магнитно-абразивной обработки. Устройство содержит магнитные системы с индукторами, расположенные друг против друга с возможностью перемещения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей координат и поворота на угол 360° вокруг каждой из этих осей, собранные из чередующихся постоянных магнитов и магнитопроводов и закрепленные на валах электродвигателей. Каждая из магнитных систем снабжена внешней и внутренней ограничительными чашками, выполненными с возможностью свободного вращения относительно оси вала электродвигателя и выступания их боковых сторон над рабочей поверхностью индуктора на величину, равную рабочему зазору между рабочей поверхностью индуктора и поверхностью обрабатываемой детали. В результате повышается качество обработки поверхности детали. 7 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при магнитно-абразивном полировании рабочих участков метчика. Осуществляют поэтапную обработку заборного, калибрующего и ведущего рабочих участков метчика при его прямом и обратном вращениях в магнитно-абразивной массе. На первом этапе выполняют обработку всех рабочих участков метчика в течение времени, необходимого для формирования наименьших значений микрогеометрических параметров на одном из трех рабочих участков. На втором этапе выполняют доводку одного из двух оставшихся рабочих участков до формирования требуемых значений или пределов микрогеометрических параметров участка. Причем время обработки устанавливают исходя из наименьших значений микрогеометрических параметров одного из двух рабочих участков метчика. На третьем этапе выполняют доводку оставшегося рабочего участка до требуемых значений или пределов микрогеометрических параметров в течение времени, необходимого для окончательного формирования микрогеометрии данного участка. В результате исключаются резкие перепады значений микрогеометрических параметров в переходных зонах, повышается стойкость метчиков и улучшается качество и точность нарезаемой резьбы. 6 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при чистовой обработке поверхности изделий сложной формы ферро-абразивным порошком в магнитном поле. Изделие сложной формы помещено в рабочую зону, образованную однополярными наружными полюсами магнитопровода магнитной системы и противоположным по полярности внутренним полюсом. Наружные однополярные полюса соединены между собой полюсным наконечником с цилиндрическим отверстием в центре наконечника с образованием рабочей зоны в виде кольцевого канала. В центре магнитной системы размещена обмотка электромагнита. В результате повышается производительность работы установки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при магнитно-абразивной обработке деталей. Устройство содержит обойму и установленные равномерно по окружности в кольцевом канале магнитные блоки. Обойма выполнена из магнитно-мягкого материала в виде магнитопровода. Кольцевой канал выполнен в обойме. Каждый магнитный блок состоит из двух постоянных магнитов, полярности полюсов которых направлены противоположно друг другу Один из магнитов блока расположен на одной боковой стенке кольцевого канала, а другой магнит этого блока - на его противоположной боковой стенке с образованием между магнитами блоков рабочего канала для изделия. Магнитные блоки вместе с магнитопроводом образуют цельную магнитную систему преимущественно С-образной формы. В результате повышаются производительность и качество обработки, а также упрощается конструкция устройства. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к различным областям промышленности, преимущественно ракетно-космической и авиационной, и может быть использовано при магнитно-абразивной обработке металлических волноводов сложной формы и любой длины. На кронштейнах закрепляют волновод, на котором устанавливают кольцевой рабочий орган с постоянными магнитами, равноотстоящими от его наружной поверхности и полностью ее охватывающими. Заправляют волновод изнутри абразивом или металлическими шариками, помещенными в жидкость или без нее. Перемещают снаружи вдоль волновода рабочий орган с постоянными магнитами. Используют многокоординатную пространственную систему с электроприводами-позиционерами для перемещения рабочего органа вдоль волновода, приводы поворота и вращения рабочего органа и систему управления перемещением, поворотом и вращением рабочего органа. В результате повышаются качество и производительность обработки внутренней поверхности волноводов сложной формы и любой необходимой длины. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх