Универcальная ocнаcтка для кoнтейнера вибрациoннoй машины
Автoры: Румянцев Юрий Сергеевич, Плихунoв Виталий Валентинoвич, Ананьин Игoрь Кoнcтантинoвич, Галяпин Дмитрий Владимирoвич
Изoбретение oтнocитcя к oблаcти машинocтрoения и мoжет быть иcпoльзoвано в вибрационных уcтановках при виброударной обработке cтальными шариками или абразивными гранулами деталей из cталей, алюминиевых и титановых cплавов на предприятиях авиакоcмичеcкой, автомобильной и других отраcлей промышленноcти. Универcальная оcнаcтка для контейнера вибрационной машины выполнена в виде пространственного каркаса с зажимами и опорами для крепления обрабатываемых деталей и установочными элементами для крепления к контейнеру. Предусмотрена возможность монтажа и демонтажа обрабатываемых деталей вне контейнера. Пространственный каркас выполнен с полками в верхней части для крепления к контейнеру, с продольными нижними и верхними рейками и поперечными рейками, имеющими пазы для размещения зажимов и опор. В результате повышается производительность и качество обработки различных по форме и размерам деталей.
Область техники
Изобретение относится к устройствам, применяемым для поверхностной обработки деталей в результате относительного вибрационного перемещения и ударного взаимодействия рабочей среды и обрабатываемых деталей, и может быть использовано в вибрационных установках при виброударной обработке стальными шариками или абразивными гранулами деталей из сталей, алюминиевых и титановых сплавов в целях улучшения микрогеометрии и снятия дефектных слоев с обрабатываемых поверхностей, скругления острых кромок, поверхностного упрочнения на предприятиях авиакосмической, автомобильной и других отраслей промышленности для снижения себестоимости процесса обработки.
Уровень техники
Известно вибрационное устройство, внутри которого смонтировано приспособление для закрепления деталей с приводом их вращения (авт. свид. SU
1006183 А, кл. В24b 31/06).
Недостатком известного устройства является необходимость использования разных приспособлений для обработки различных деталей и невозможность применения его для обработки плоских длинномерных деталей.
Известны конструкции технологической оснастки, применяемой для закрепления деталей в контейнере виброустановки как для неподвижного крепления, так и с возможностью вращения деталей в процессе обработки. При этом детали крепятся на дне, боковых стенках или крышке контейнера.
Применяют также сборку обрабатываемых деталей в специальные кассеты вне контейнера, а затем их установку в контейнер. Примером такого способа является вибрационная машина ЦВМ-5, в контейнере которой установлен центровик 1, по которому базируется приспособление 7, представляющее собой кассету с собранными и закрепленными деталями. Для крепления приспособления в крышке 5 предусмотрено крепежное устройство со стопорным механизмом 4. Выгрузку и загрузку рабочей среды производят через патрубок 2, промывку деталей и рабочей среды - через патрубок 6 (Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. Справочник. М.: Машиностроение. 1987 г., табл.51, стр.230, рис.152, стр.232).
Известна установка для виброударной обработки поверхностей тонкостенных деталей, содержащая контейнер для размещения обрабатываемых деталей вместе с абразивным наполнителем, смонтированный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения и расположенными в два ряда под контейнером по обе стороны от его центра тяжести, контейнер снабжен приспособлением для размещения и закрепления обрабатываемой детали, самоустанавливающимся на заданный угол обработки и выполненным в виде жесткой рамы, снабженной по обоим своим торцам, расположенными вдоль оси вращения цапфами, установленными в подшипниках разъемных люнетов, закрепленных на боковых стенках контейнера, и упорами, взаимодействующими с переставляемыми фиксаторами, задающими угол установки рамы при различных направлениях вращения валов вибраторов и установленными в радиусных пазах торцевых пластин, связанных с боковыми стенками контейнера (см. патент РФ на полезную модель
63281, В24в 31/06, 2007 г.).
Недостатком известных конструкций является их неуниверсальность и необходимость иметь практически для каждой детали свою оснастку, что повышает трудоемкость и стоимость обработки.
Известно техническое решение, в котором раскрыта универсальная оснастка для контейнера вибрационной машины, содержащая установочные элементы для крепления оснастки к контейнеру, боковые направляющие рейки и поперечные рейки, имеющие пазы, в которых размещены прижимы с базовыми элементами для закрепления обрабатываемых деталей (авт. свид. СССР
1096086, кл. В24b 31/06).
Недостатком известного технического решения является невозможность монтажа и демонтажа обрабатываемых деталей вне контейнера, что уменьшает производительность обработки.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является разработка такой оснастки для вибрационной машины, которая позволила бы устанавливать в ней различные по размерам и конструкции детали, т.е. позволяла бы производить обработку широкой номенклатуры деталей.
Оснастка для контейнера вибрационной машины выполнена в виде пространственного каркаса с зажимами и опорами для крепления обрабатываемых деталей и установочными элементами для крепления к контейнеру, при этом пространственный каркас выполнен с полками в верхней части для крепления к контейнеру, с продольными нижними и верхними рейками, и поперечными рейками, имеющими пазы для размещения зажимов и опор.
Более того, каркас выполнен из U-образных шпангоутов с полками в верхней части, нижних и верхних продольных реек, поперечных реек, при этом U-образные шпангоуты выполнены в форме, повторяющей контур внутренней поверхности контейнера, и плотно прилегают к его продольным стенкам, за исключением нижней части, имеющей горизонтальный срез на некотором расстоянии от нижней внутренней поверхности контейнера, верхние продольные рейки связывают верхние части шпангоутов и расположены с внутренней стороны шпангоутов, а нижние продольные рейки связывают нижние части шпангоутов и расположены с наружной стороны шпангоутов на их горизонтальном срезе, кроме того, каркас снабжен поперечными рейками, закрепленными на нижних продольных рейках, а верхние продольные и нижние поперечные рейки выполнены с Т-образными пазами для размещения зажимов.
Такое выполнение оснастки вибрационной машины позволяет производить обработку деталей различных форм и размеров и снижает затраты на ее производство за счет исключения необходимости применения широкой номенклатуры устройств для закрепления обрабатываемых деталей в контейнере.
Осуществление изобретения.
Вибрационная машина содержит контейнер для размещения обрабатываемых деталей, вместе с рабочими телами (абразивные гранулы или стальные шарики), смонтированный на упруго установленной раме, несущей инерционные вибраторы с валами, связанными с приводом вращения, при этом контейнер снабжен люком для разгрузки абразивных гранул и патрубком для разгрузки стальных шариков.
В соответствии с изобретением универсальная оснастка для контейнера вибрационной машины, выполненная в виде пространственного каркаса с зажимами и опорами для крепления обрабатываемых деталей и установочными элементами для крепления к контейнеру, выполнена с возможностью монтажа и демонтажа обрабатываемых деталей вне контейнера, при этом пространственный каркас выполнен с полками в верхней части для крепления к контейнеру, с продольными нижними и верхними рейками и поперечными рейками, имеющими пазы для размещения зажимов и опор.
Кроме того, пространственный каркас выполнен из U-образных шпангоутов, имеющих форму, повторяющую контур внутренней поверхности контейнера и плотно прилегающих к его продольным стенкам за исключением нижней части, выполненной с горизонтальным срезом на некотором расстоянии от нижней внутренней поверхности контейнера, при этом верхние части шпангоутов связаны верхними продольными рейками, расположенными с их внутренней стороны, а нижние части шпангоутов - нижними продольными рейками, расположенными с наружной стороны шпангоутов на их горизонтальном срезе, причем поперечные рейки закреплены на нижних продольных рейках, а пазы для размещения зажимов и опор выполнены Т-образными в верхних продольных и поперечных рейках.
Конкретное воплощение изобретения может быть выполнено следующим образом.
Контейнер 1 содержит приспособление для закрепления в нем деталей в процессе обработки - универсальную оснастку 2.
Контейнер 1 состоит из днища, торцевых и продольных стенок. Днище выполнено заодно с продольными стенками и контейнер в поперечном разрезе имеет U-образный вид. Продольные стенки в верхней части имеют отогнутые кромки. В торцевой стенке контейнера имеется люк для выгрузки рабочих тел, закрытый крышкой 13, в которой имеется патрубок 14.
Универсальная оснастка 2 представляет собой пространственный каркас, снабженный зажимами и опорами. Каркас состоит из U-образных шпангоутов 3 с полками в верхней части, нижних 4 и верхних 6 продольных реек, поперечных реек 10. Универсальная оснастка 2 может быть снабжена траверсами 19 (см. фиг.7), которые крепятся на верхних продольных рейках 6. Универсальная оснастка 2 снабжена регулируемыми опорами 21, устанавливаемыми в поперечных рейках 10. Для перемещения универсальная оснастка 2 снабжена четырьмя рым-болтами 9. Шпангоуты 3 выполнены в форме, повторяющей контур внутренней поверхности контейнера, за исключением нижней части, имеющей горизонтальный срез на некотором расстоянии от нижней внутренней поверхности контейнера. При этом U-образные шпангоуты 3 плотно прилегают к продольным стенкам контейнера боковыми частями. Для обеспечения плотного прилегания шпангоутов 3 к поверхности контейнера 1, наружные поверхности шпангоутов 3 имеют уплотнение 16 (см. фиг.2), например, в виде футеровки их эластичным материалом - резиной. Верхние продольные рейки 6 связывают верхние части шпангоутов 3 и расположены с внутренней их стороны. Нижние продольные рейки 4 связывают нижние части шпангоутов 3 и расположены с наружной стороны шпангоутов 3 на их горизонтальном срезе. Связь реек 6 со шпангоутами 3 выполнена с помощью болтов. Верхние рейки 6 выполнены с Т-образными пазами для размещения зажимов. Кроме того, каркас снабжен поперечными рейками 10, закрепленными на нижних продольных рейках 4 и также имеющих Т-образные пазы для размещения зажимов. Вертикальный зажим 12 состоит из сварного корпуса зажима 22 (см. фиг.8), в тело которого установлена шпилька 23 для поджима к опорной площадке 24 прижима 25. На шпильке 23 установлены последовательно сферическая шайба 26, гайка 27 и колпачковая гайка 28.
Корпус зажима снабжен упором 29. Горизонтальный зажим 17 выполнен с изменяемым углом закрепления и состоит из полушпангоута 30 (см. фиг.9) и держателя 31, на котором установлены опорная площадка 32 и прижим 33. Прижим 33 поджимается к поверхности закрепляемой детали на шпильке 34, имея ограничение по высоте, регулируемое упором 35 и регулировочной втулкой 36. На полушпангоуте 30 закреплен сектор 37, имеющий паз с возможностью закрепления в нем держателя 31 под необходимым углом. Для поджимания прижима 33 на шпильке имеются гайка 38 и колпачковая гайка 39. Полушпангоут крепится к поперечной рейке через отверстия в нижней части 40 держателя 31. Угол установки держателя 31 определяется его положением в секторе 37 и фиксируется болтовым соединением 42. В полушпангоуте 30 имеются отверстия 43 для закрепления держателя 31 на требуемой высоте. Регулируемая опора 21 состоит из станочного болта 44 (см. фиг.10), устанавливаемого в Т-образный паз поперечной рейки 10 и вворачиваемый в регулировочную втулку 45, имеющую резьбовую втулку 46 и опорную площадку 47. Траверса 19 состоит из сварной рамы 49 (см. фиг.10), гайки 50 и круглой шлицевой гайки 51, которыми регулируется в стакане 52 вертикальное перемещение штока 53, имеющем на конце упорную пяту 54 с опорной площадкой 55.
Траверса 19 крепится к продольным рейкам 6 болтами 20 через ушки 56 (см. фиг.11). Для удобства монтажа в траверсе имеются ручки 57. В раме траверсы имеется паз для обеспечения осевого перемещения стакана 52.
Универсальная оснастка 2 крепится к контейнеру 1 полками U-образных шпангоутов 3 к имеющимся на кромках продольных стенок контейнера Т-образным пазам 8 с помощью болтов.
Устройство для виброударной обработки в соответствии с изобретением работает следующим образом.
Перед началом обработки детали 58, предназначенные для обработки, монтируются в универсальной оснастке 2. При этом универсальная оснастка 2 находится вне контейнера 1 на монтажном столе. Детали устанавливаются в универсальную оснастку 2 и закрепляются в ней крепежными элементами 8, 9, 10, 11, указанными в рабочей технологии на обработку в зависимости от размеров и конструктивного оформления деталей.
Так, для корпусной детали или детали типа балки используются вертикальные зажимы 12 или траверсы 19 с регулируемыми опорами 21. Для закрепления деталей типа кронштейнов используются горизонтальные зажимы с изменяемым углом закрепления 17. После окончания монтажа универсальная оснастка 2 с закрепленными в ней деталями перемещается цеховыми подъемно-транспортными устройствами в контейнер 1, и болтами 7 крепятся к продольному Т-образному пазу в верхней части контейнера.
В контейнер 1 с установленным в нем приспособлении с деталями засыпаются рабочие тела, и затем в соответствии с инструкцией по эксплуатации виброустановки и рабочей технологической документацией, производится включение виброустановки и осуществляется цикл обработки деталей. После завершения обработки через крышку 13 разгрузочного люка контейнера или через патрубок 14 крышки разгрузочного люка, в зависимости от того какие рабочие тела - абразивные гранулы или стальные шарики использовались для обработки, производится выгрузка рабочих тел из контейнера. После этого болты 7 крепления приспособления к контейнеру 1 отворачиваются, и универсальная оснастка перемещается на монтажный стол, где производится выемка обработанных деталей.
В то время, когда производится демонтаж обработанных деталей, другая аналогичная оснастка 2 с заранее закрепленными в ней деталями перемещается с монтажного стола в контейнер 1 виброустановки для проведения цикла обработки.
Использование изобретения позволяет:
- увеличить производительность обработки за счет уменьшения времени монтажа и демонтажа деталей, так как эти работы производятся вне контейнера, одновременно с процессом обработки (при этом применяются два универсальных приспособления, в одном производится обработка, в другом - монтаж и демонтаж деталей);
- уменьшить затраты на изготовление приспособлений для закрепления, так как в одном универсальном приспособлении с использованием нескольких базовых крепежных элементов могут монтироваться детали различных размеров и конструктивного оформления;
- повысить качество обработки за счет исключения возможных деформационных поводок деталей в результате обработки путем обеспечения жесткости и надежности крепления деталей, имеющих различное конструктивное оформление.
