Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛОЧНО-ЗАЧИСТНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАЛОЙ ЖЕСТКОСТИ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей в свободном состоянии.

Известно устройство для галтовки (а.с. №1433774, кл. B24B 31/02, опубл. в БИ №40, 1988 г.), содержащее установленный на станине с приводом вращения и средствами для загрузки и выгрузки галтовочный барабан, выполненный в виде многозаходной винтовой колонны из не менее трех полос, свернутых в продольном и поперечном направлениях.

Недостатком являются ограниченные технологические возможности из-за условно цилиндрической формы галтовочного барабана и необходимости создания наклона всего галтовочного барабана для увеличения скорости перемещения обрабатываемых деталей от загрузки к выгрузке, а также ограниченные технологические возможности при обработке деталей малой жесткости

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для галтовки (патент РФ №2227089, кл. B24B 31/02, опубл. в БИ №11, 2004 г.), содержащее установленный на станине галтовочный барабана, выполненный из винтовых полос, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении, выполненных изогнутыми по винтовым линиям в поперечном направлении с переменной шириной, согнутыми по полосы надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом друг к другу один к другому с обеих сторон полос.

Недостатками являются ограниченные технологические возможности, при обработке деталей малой жесткости.

Техническим решением является расширение технологических возможностей.

Техническое решение достигается тем, что в устройстве для отделочно-зачистной обработки деталей малой жесткости, содержащем установленный на станине галтовочный барабан, выполненный из винтовых полос, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении, выполненных изогнутыми по винтовым линиям в поперечном направлении с переменной шириной согнутыми по полосы надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом друг к другу один к другому с обеих сторон полос, отличающееся тем, что галтовочный барабан выполнен вогнутой формы из полос вогнутой криволинейной формы с боковыми кромками описанных кривыми различного порядка и степени кривизны, свернутых на вогнутой оправке в продольно-поперечном направлении с образованием граней криволинейной формы, при этом каждые смежные грани криволинейной формы расположены под тупым углом одна к другой с наружной и внутренней сторон полос вогнутой криволинейной формы с боковыми кромками описанных кривыми различного порядка и степени кривизны пересекаются между собой с образованием плавных винтовых линий основного направления по наружной поверхности и плавных винтовых канавок по внутренней поверхности галтовочного барабана вогнутой формы, а также плавных винтовых линий по наружной поверхности противоположного направления и плавных винтовых канавок противоположного направления внутри галтовочного барабана вогнутой формы, причем по всей длине галтовочного барабана вогнутой формы смонтирована пружина вогнутой формы с устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции устройства для отделочно-зачистной обработки деталей малой жесткости.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны векторы скорости движения рабочей среды и подлежащие обработке деталей при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса отделочно-зачистной обработки и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри галтовочного барабана вогнутой формы со сложной внутренней поверхностью в виде сочетания двух криволинейных поверхностей в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что внутри по всей длине галтовочного барабана вогнутой формы смонтирована пружина вогнутой формы, которая не только обеспечивает движения материалов от загрузки к выгрузке, но и поджатие внутри галтовочного барабана вогнутой формы частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная внутри галтовочного барабана вогнутой формы пружина вогнутой формы снабжена устройством для изменения шага витков, что позволяет влиять на характер движения частиц рабочей среды и подлежащих обработке деталей внутри галтовочного барабана вогнутой формы и обеспечивает регулирование скорости их перемещения от загрузки к выгрузке.

Новизна заключается в том, что полосы свернуты на оправке вогнутой формы, что обеспечивает возможность создать плавность переходов от одной криволинейной грани к другой, расширяет технологические возможности, обеспечивая возможность обработки легкоповреждаемых деталей.

Новизна заключается в том, что полосы свернуты на оправке вогнутой формы, что обеспечивает создание по периметру галтовочного барабана вогнутой формы граней с криволинейной поверхностью и расширяет технологические возможности, обеспечивая возможность обработки легкоповреждаемых деталей - деталей малой жесткости.

Новизна заключается в том, что галтовочный барабана вогнутой формы выполнен из полос вогнутой криволинейной форм, с боковыми кромками описанных кривыми различного порядка и степени кривизны, что обеспечивает создание плавных переходов от одной криволинейной грани к другой и создание плавных винтовых линий по периметру галтовочного барабана.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства для отделочно-зачистной обработки деталей малой жесткости; на фиг.2 - галтовочный барабан вогнутой формы, смонтированный из шести винтовых вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны; фиг.3 - вид А на фиг.2; фиг.4 - одна из вогнутой полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с надрезам со скошенными стенками; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.4; фиг.6 - вид вогнутой полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с надрезам со скошенными стенками после скручивания ее концов относительно горизонтальной оси; на фиг.7 - вид вогнутой полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с надрезам со скошенными стенками после скручивания ее на вогнутой оправке.

Предлагаемое устройство для отделочно-зачистной обработки деталей малой жесткости состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы. На станине закреплен привод главного движения, состоящий из электродвигателя 2, редуктора 3 и четырех роликовых опор 4. Вогнутый галтовочный барабан 5 снабжен двумя ободами 6, которые опираются на роликовые опоры 4. На станине 1 смонтировано средство для загрузки 7 и разгрузки 8, а также бункер 9 для отходов.

Над бункером 9 в бочкообразном галтовочном барабане 5 выполнены отверстия 10 для удаления отходов (облой, металл заусенцев, окалина и т.п.).

Для обеспечения дополнительного продольного перемещения и регулировки скорости продольного движения частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей внутри вогнутого галтовочного барабана 5 смонтирована пружина вогнутой формы 11, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка скорости движения частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей внутри вогнутого галтовочного барабана 5 с помощью пружины 11 может производиться в процессе транспортировки частиц абразивных сред и обрабатываемых деталей внутри вогнутого галтовочного барабана 5 от загрузки к выгрузке.

Вогнутый галтовочный барабан 5 (фиг.2, фиг.3) выполнен из вогнутых полос 12, 13, 14, 15, 16, 17 криволинейной формы различного порядка и степени кривизны (фиг.4) с надрезами 18, 19 (фиг.4, фиг.5), свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны (фиг.5), изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении и согнутых (фиг.7, фиг.8) по надрезам, со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому, с обеих сторон вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны.

Вогнутые полосы 12, 13, 14, 15, 16, 17 изготовлены вогнутыми с боковыми кромками 18 и 19 описанными кривыми различного порядка и степени кривизны, например, линиями второго порядка кривизны:

- эллипсом x²/a²+y²/b²=1;

- параболой y²=2*p*x;

- гиперболой y=k/x;

Линиями третьего порядка кривизны и выше:

- Декартов лист x³+y³-3*a*x*y=0;

- локон Аньези y=a³*(α²+х²);

- строфоида y³=x²(a+x)/(a-x);

- улитка Паскаля (x²+y²-2R*x)²-a²*(x²+y²)=0 и т.д.;

и линиями n-го порядка кривизны - полиномами.

Так как вогнутые полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12, 13, 14, 15, 16, 17 имеют переменную ширину (фиг.4), то вогнутый галтовочный барабан 5 (фиг.2, фиг.3) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное поперечное сечение по длине вогнутого галтовочного барабана 5. Кроме того, вогнутые полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12, 13, 14, 15, 16, 17 выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении, образуя чередующие грани криволинейной формы, например, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 для вогнутой полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, например 13. При этом, каждые две смежные грани криволинейной формы, например 18 и 19, 19 и 20 и т.д. расположены под тупым углом одна к другой с наружной и внутренней сторон вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны пересекаются между собой с образованием плавных винтовых линий основного направления, например, 26-27-28-29-30-31-32-33-34, по наружной поверхности и плавных винтовых канавок по внутренней поверхности вогнутого галтовочного барабана 5 (фиг.2, фиг.3). На фиг.2, фиг.3 одна из плавных винтовых линий основного направления 26-27-28-29-30-31-32-33-34 показана утолщенной линией. На наружной поверхности вогнутого галтовочного барабана 5 образуются также плавные винтовые канавки и плавные винтовые линии противоположного направления, например, 35-36-37-38-39-29-40-41-42, которые на фиг.2 и фиг.3 показаны утолщенной линией. Плавные винтовые линии по наружной поверхности вогнутого галтовочного барабана 5 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им плавными винтовыми канавками на внутренней поверхности, причем плавные винтовые канавки и плавные винтовые линии вогнутого галтовочного барабана 5 могут иметь различное число заходов и различные шаги.

На полосах вогнутой криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12, 13, 14, 15, 16, 17 перед свертыванием выполняют надрезы 18, 19 со скошенными стенками, расположенными попарно под углом один к другому, как, например, на фиг.4, фиг.5 посредством фрезерования, обработки давлением и т.п. Геометрия и величина углов Δ, ξ, σ, τ, ν, χ скосов надрезов и их взаимное расположение соответствует числу заходов и величинам шагов плавных винтовых линий основного и противоположного направлений.

Надрезы 18, 19 создают (фиг.4, фиг.5) попеременно с противоположных сторон каждой полосы вогнутой криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12, 13, 14, 15, 16, 17. Затем относительно продольной оси каждую из вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 12,13,14,15,16,17 скручивают в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосы вогнутой криволинейной формы различного порядка и степени кривизны. На фиг.6 показана одна из вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, например 12, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси, с расположенными по винтовым линиям вдоль продольной оси боковыми кромками 20 и 21.

Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосу выпуклой криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, например 12, помещают на оправку вогнутой формы 41 (фиг.7) и изгибают так, чтобы кромки 20 и 21 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном сечении каждая вогнутая полоса криволинейной формы различного порядка и степени кривизны повернута относительно продольной оси оправки вогнутой формы так, что ее кромки образуют и в поперечном направлении полосы плавную винтовую линию с одинаковым шагом для всех вогнутых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны. После этого полосу выпуклой криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, например 12, деформируют и снимают с оправки 41, либо фиксируют на оправке 41. Аналогичным образом обрабатывают остальные вогнутые полосы, например 13, 14, 15, 16, 17. Далее все деформированные, таким образом, вогнутые полосы криволинейной формы различного порядка и степени кривизны размещают на оправке 41, совмещают и соединяют известными методами, например, сваркой.

Предлагаемое устройство для отделочно-зачистной обработки деталей малой жесткости работает следующим образом.

В вогнутый галтовочный барабан 5 через средство 7 для загрузки беспрерывно загружается рабочая среда и подлежащие обработке детали. При вращении вогнутого галтовочного барабана 5, частицы абразивных сред и обрабатываемые детали, поданные через загрузочный патрубок средства 7, перемещаются с помощью криволинейных граней, которые захватывают порции частиц абразивных частиц и обрабатываемых деталей и поднимают их вверх и до достижения определенной высоты, затем массы обрабатываемых деталей и частиц абразивных сред скатываются по винтовым канавкам. Таким образом при вращении вогнутого галтовочного барабана рабочая среда и детали совершают движение по винтовым линиям и выгружаются из барабана 5 в средство 8 для разгрузки. Отходы обработки (облой, металл, заусенцы, окалина и т.п.) через отверстие 10 выводятся из барабана 5 в бункер 9 для отходов. Пружина вогнутой формы 11 обеспечивает не только регулирование скорости перемещения частиц рабочих сред и обрабатываемых деталей внутри вогнутого галтовочного барабана, но и обеспечивает их поджатие по длине вогнутого галтовочного барабана, интенсифицируя таким образом процесс обработки и обеспечивает расширение технологических возможностей.

Технико-экономические преимущества возникают за счет создания расширения технических возможностей и создания возможностей обработки деталей малой жесткости, создания внутри вогнутого галтовочного барабана плавных винтовых канавок и граней криволинейной формы по периметру, а также размещенной внутри пружины вогнутой формы.