Способ вибрационной обработки деталей

Способ вибрационной обработки деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вибрационной обработке мелких деталей и может быть использовано в машинои приборостроении на отделочно-зачистных операциях. Целью изобретения является повышение производительности вибрационной обработки деталей за счет повышения химич&ской активности рабочего раствора и интенсивности гидродинамического воздействия на обрабатываемые детали. Для этого-способ осуществляется в герметичном контейнере, содержащем рабочий раствор и наполнитель при подаче в полость контейнера газаокислителя. Причем в полость контейнера вводят емкость в виде стакана, обращенного открытой частью вниз, газ подают в полость стакана, а колебания рабочей среды сообщают с частотой, обеспечивающей резонансные колебания нелинейной колебательной системы в контейнере..В режиме резонанса происходит возрастание динамического давления в жидкости, насыщение ее свободным газом и усиление турбулизации ее объема, что обеспечивает повышение химической активности рабочего раствора и интенсификацию гидродинамического воздействия на обрабатываемые детали. 1 ил. ел с

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 24 В 31/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ч, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802445/08 (22) 30.01,90 (46) 15.05.93. Бюл. ¹ 18 (71) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энергия" (72) А, Н.Ковальчук, В.Д.Лакиза, В.И.Осипов, М,Н;Сыровец и А.Г.Чернов (56) Авторское свидетельство СССР

N 682236, кл, В 24 В 31/06, 1977. (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОН НОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к вибрационной обработке мелких деталей и может быть использовано в машино- и приборостроении на отделочно-зачистных операциях. Целью изобретения является повышение производительности вибрацион ной обработки деталей за счет повышения химической

Изобретение относится к вибрационной обработке мелких деталей и может быть использовано в машино- и приборостроении на отделочно-зачистных операциях.

Целью изобретения является повышение производительности вибрационной обработки деталей за счет повышения химической активности рабочего раствора и интенсивности гидродинамического воздействия на обрабатываемые детали.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего описываемый способ.

Устройство содержит вертикальный рабочий контейнер 1 с герметичной крышкой

2 и патрубками 3 и 4 для залива и слива рабочей жидкости. В крышке 2 выполнено центральное отверстие, в котором герметично установлен вертикальный патрубок 5, и . Ж 1815167 А1 активности рабочего раствора и интенсивности гидродинамического воздействия на обрабатываемые детали. Для этого способ осуществляется в герметичном контейнере, содержащем рабочий раствор и наполнитель при подаче в полость контейнера газэокислителя. Причем в полость контейнера вводят емкость в виде стакана, обращенного открытой частью вниз, газ подают в полость стакана, а колебания рабочей среды сообщают с частотой, обеспечивающей резонансные колебания нелинейной колебательной системы в контейнере..В режиме резонанса происходит возрастание динамического давления в жидкости, насыщение ее свободным газом и усиление турбулизации ее обьема, что обеспечивает повышение химической активности рабочего раствора и интенсификацию гидродинамического воздействия на обрабатываемые детали, 1 ил, верхний конец которого соединен с гибким

° вам трубопроводом 6 подачи газа-окислителя. 00

На нижнем конце патрубка 5, расположенном в средней части контейнера 1, закреп- (Л лена емкость в виде стакана 7, днище а которого обращено вверх, а открытый ниж- О ний торец — вниз, Внутренняя полость стакана 7 сообщена с полостью патрубка 5.

Рабочий контейнер 1 жестко закреплен на раме:8 с помощью стоек 9, а в нижней части цилиндрической стенки контейнера установлен горизонтальный патрубок 10, сообщающий внутреннюю полость контейнера с источником вибровоздействия — гидропульсатором (не показан). В крышке 2 контейнера установлен дренажный патрубок 11, В рабочий контейнер 1 загружают абразивный наполнитель, например, мелкодисФ

1815167 персный электрокорнуд ¹ 40-60, и обрабатываемыедетали и герметично пристыковывают крышку 2 с закрепленным на ней газовым стаканом 7. Затем заполняют контейнер рабочим раствором до уровня 0,85—

0,9 его высоты, При этом верхняя часть контейнера 1 и внутренняя полость газового стакана 7 остаюгся заполненными воздухом, В случае использования вместо воздуха другого газа-окислителя, например, кислорода, производится подача его через патрубок 5 в контейнер при открытом верхнем патрубке 11. При этом кислород заполняет внутреннюю полость газового стакана

7 и верхнюю часть контейнера, после чего закрывают клапан на патрубке 11 и прекращают подачу кислорода.

При включении гидропульсатора, связанного с жидкостной полостью контейнера через патрубок 10, в рабочей жидкости возбуждается переменное (динамическое) давление, Колебания давления жидкости передаются локализованному в ней газу, заключенному внутри газового стакана 7 и динамически контактирующему с жидкостью через открытый нижний торец стакана. В результате динамического взаимодействия жидкости и газа в контейнере образуется нелинейная колебательная система "жидкость-газ", в которой локализованный в стакане газ является упругим элементом, а столб жидкости над ним — инерционным элементом. Собственная частота колебаний такой системы согласно экспериментальным данным составляет п.р. Е

V.p h где и — показатель алиабаты для газа;

Р— давление над свободной поверхностью жидкости, дин/см ;

F — площадь поверхности динамического контакта локализованного газового объема с жидкостью, см;

V — обьем локализованного в жидкости газа, смэ; з, р плотность рабочей жидкости, г/см;

h — высота. столба жидкости над локализованным газовым объемом, см, Согласно данному способу вибровоздействие на жидкость осуществляют с частотой f, равной собственной частоте колебаний системы "жидкость+газ" То есть

° 4 = с

V-p h

Это обуславливает возбуждение резонансного режима колебаний системы "жидкость-, гаэ" в контейнере с резким увеличением гидродинамического возмущения объема рабочей жидкости: в 4 — 5 раз возрастает амплитуда волн динамического давления, а в жидкости об° разуются мощные турбулентные пульсирующие потоки. Свободная поверхность жидкости резко турбулизируется и захваты"0 вает свободный газ из верхней части контейнера, который в условиях интенсивных пульсаций давления диспергируется на множество мелких пузырьков, насыщающих объем рабочей жидкости. При этом насыщенная газом жидкость становится сжимаемой и превращается в гомогенный гидрозоль, заполняющий весь объем контейнера, а интенсивность резонансных пульсаций увеличивается. Находящиеся в контейнере дисперсные частицы абразивного материала легко захватываются турбулентными потоками рабочей жидкости и, находясь в ней во взвешенном состоянии, совершают очень интенсивные хаотические

25 движения, интенсивно воздействуя на обрабатываемые детали. Движения дисперсных частиц способствуют также дополнительной гомогениэации гидрозоля за счет измельчения насыщающих жидкость

З0 пузырьков газа, и увеличению химической активности рабочего раствора. Кроме того, в отрицательные полупериоды значений динамического давления в жидкости возникает разрежение ниже значения упругости ее наÇ5 сыщенных паров, что приводит к образова- нию множества кавитационных пузырьков.

При последующем повышении давления эти пузырьки схлопываются, ударно воздействуя на поверхность обрабатываемых деталей, а

40 также усиливая гидродинамическое возмущение рабочего раствора

По окончании процесса вибрационной обработки выключают источник вибровоздействия, динамическое давление в контейнере исчезает. Прекращаются турбулентные пульсации рабочей среды, находившейся в состоянии гидрозоля, который распадается на составные фазы: избыточный газ выходит из жидкости и заполняет верхнюю часть кон50 тейнера, дисперсные частицы наполнителя опускаются вниз. После этого сливают рабочий раствор с наполнителем и выгружают обработанные детали.

Таким образом, обрабатываемые дета55 ли подвергаются воздействию мощных турбулентных пульсирующих потоков рабочего раствора, интенсивному воздействию абразивных частиц наполнителя и кавитационному воздействию, При этом повышается химическая активность рабочего раствора

1815167 за счет увеличения содержания в нем газаокислителя выше предела насыщения: при резонансных пульсациях системы в жидкости содержится дополнительное количество газа из верхней полости контейнера, а рабочая среда находится в состоянии гидрозоля. Повышение химической активности рабочего раствора и интенсивности гидродинамического воздействия раствора и наполнителя на обрабатываемые детали позволяет значительно интенсифицировать процесс вибрационной обработки деталей и повысить производительность обработки.

Изобретение позволяет также упростить процесс виброобработки по сравнению с известным способом, в котором необходима система поддержания постоянного избыточного давления в контейнере при обработке. В описываемом способе перед началом виброобработки давление в контейнере равно атмосферному, а в режиме резонансных пульсаций в жидкости возбуждается динамическое давление, величина пиковых значений которого составляет 120130 кПа. Оптимальная частота вибровоздействия находится в пределах 20-60 Гц при виброускорении 6-10 g, 1

Формула изобретения

Способ вибрационной обработки деталей, при котором рабочую среду, состоящую из обрабатываемых деталей, наполнителя и рабочей жидкости, размещают в герметичном контейнере, сообщают рабочей среде колебания, при этом в полость контейнера подают газ, отл и ча ю щи и ся тем, что, с целью повышения производительности обработки, в полость контейнера вводят емкость в виде стакана, обращенного открытой частью вниз, при этом газ подают в полость стакана, а колебания рабочей среде

15 сообщают от гидропульсатора с частотой, равной — "- -:- -, гц

20VPh где п — показатель адиабаты для газа, Р— давление над свободной поверхностью жидкости, дин/см;

F — площадь поверхности динамическо25 го контакта локализованного газового объема с жидкОстью, см

Ч вЂ” объем локализованного в жидкости газа, см; з. р — плотность рабочей жидкости, г/см;

ЗО . h — высота столба жидкости над локализованным газовым объемом, см.

1815167

Составитель M.Ñûðîâåö

Техред M,Mîðiåíòàë Корректор И.Муска

Редактор

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1613 Тираж Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113п35, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5