RU2672974C1

RU2672974C1 - Device for finishing and hardening processing

Info

Publication number: RU2672974C1
Application number: RU2017144229A
Authority: RU
Inventors: Валерий Александрович Лебедев; Георгий Васильевич Серга; Ирина Вазгеновна Давыдова; Сергей Юрьевич Штынь
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-11-21

Abstract

FIELD: manufacturing technology.SUBSTANCE: invention relates to devices for finishing and hardening processing. Device comprises an elastically mounted on a bed with means for loading and unloading a drum with a drive. Drum is made in the form of a multifaceted prism installed obliquely at an acute angle relative to the horizontal axis of rotation with flat edges around its perimeter and with flat ends of polygonal shape placed at different acute angles to the axis of rotation of the prism and to each other. Large axes of the ends of a polygonal shape are rotated along the axis of rotation of the drum relative to each other at an acute angle.EFFECT: broader technological capabilities.1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к отделочно-зачистной и упрочняющей обработке деталей в свободной гранулированной среде, и может быть использовано в машиностроении, при безразмерной обработке деталей.The invention relates to a finishing-stripping and hardening treatment of parts in a free granular medium, and can be used in mechanical engineering, with dimensionless processing of parts.

Известен галтовочный барабан (изобретение SU №1310174 A1, кл. B24B 31/02, опубл. 15.05.1987), содержащий установленный на станине и снабженный приводом вращения барабан со средствами для загрузки и разгрузки деталей, выполненный из секций, оси которых параллельны и совпадают с осью вращения, и смонтированы в виде трех многогранников, три грани которых – многоугольники, а две другие – треугольники, соединенных боковыми четырехугольными гранями так, что одноименные ребра треугольных граней соседних многоугольников расположены под углом 90°.Known tumbling drum (invention SU No. 1310174 A1, class B24B 31/02, publ. 05/15/1987) containing a drum mounted on the frame and equipped with a rotation drive with means for loading and unloading parts made of sections whose axes are parallel and coincide with the axis of rotation, and mounted in the form of three polyhedra, the three faces of which are polygons, and the other two are triangles connected by lateral quadrangular faces so that the edges of the same name triangular faces of adjacent polygons are located at an angle of 90 °.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является (патент RU № 2542222, кл. B24B 31/023, опубл. 20.02.2015) устройство для отделочно-упрочняющей обработки, содержащее упруго установленный на станине со средствами для загрузки и выгрузки барабан с приводом, выполненное в виде наклонно установленного относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка барабана у средства для загрузки выполнена плоской и смонтирована под углом к оси вращения барабана, а торцевая стенка барабана у средства для разгрузки размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы, при этом по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина волнообразной формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана, которая оборудована устройством для изменения шага витков за счет ее растяжения или сжатия.Closest to the proposed invention is (patent RU No. 2542222, class B24B 31/023, publ. 02/20/2015) a device for finishing and hardening processing, containing a drum with a drive, resiliently mounted on a bed with means for loading and unloading, made in the form inclined relative to the horizontal axis of the cylinder with end walls of elliptical shape, and the end wall of the drum for loading means is made flat and mounted at an angle to the axis of rotation of the drum, and the end wall of the drum for means for ra load placed perpendicular to the axis of rotation of the drum and made of conical shape, while along the entire length of the drum mounted cylindrical spring wave-like shape with a flat section of coils and with a direction of coils that matches the direction of rotation of the drum, which is equipped with a device for changing the pitch of the coils due to its stretching or compression.

Недостатком известного устройства для отделочно-упрочняющей обработки является сложность изготовления, недостаточные технологические возможности и недостаточная производительность.A disadvantage of the known device for finishing and hardening processing is the complexity of manufacture, insufficient technological capabilities and insufficient productivity.

Задачей изобретения является упрощение изготовления, расширение технологических возможностей и повышение производительности.The objective of the invention is to simplify manufacturing, expand technological capabilities and increase productivity.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для отделочно-упрочняющей обработки, содержащее упруго установленный на станине со средствами для загрузки и выгрузки барабан с приводом, барабан выполнен в виде установленного наклонно под острым углом относительно горизонтальной оси вращения многогранной призмы с плоскими гранями по ее периметру и с плоскими торцевыми щеками многоугольной формы, размещенными под различными острыми углами не только к оси вращения призмы, но и друг к другу, при этом большие оси торцевых щек многоугольной формы повернуты по оси вращения барабана друг относительно друга на острый угол.The essence of the invention lies in the fact that the device for finishing and hardening processing, containing a drum with a drive, resiliently mounted on a bed with means for loading and unloading, the drum is made in the form of a multifaceted prism mounted inclined at an acute angle relative to the horizontal axis of rotation with flat faces around its perimeter and with flat end cheeks of a polygonal shape, placed at various sharp angles not only to the axis of rotation of the prism, but also to each other, while the large axes of the end cheeks are many Aulnay shape rotated by the drum rotation axis with respect to each other at an acute angle.

Технический результат заключается в том, что барабан выполнен в виде установленного наклонно под острым углом относительно горизонтальной оси вращения многогранной призмы с плоскими гранями по ее периметру и с плоскими торцевыми щеками многоугольной формы, размещенными под различными острыми углами не только к оси вращения призмы, но и друг к другу под острым углом, при этом большие оси торцевых щек многоугольной формы повернуты по оси вращения барабана друг относительно друга на острый угол, кроме того, привод, барабан и средства для загрузки и выгрузки закреплены на раме, которая смонтирована посредством резинокордных пневмобаллонов на станине, что создает колебания за счет дисбаланса масс загрузки (обрабатываемые детали и рабочие тела) и масс самого барабана, имеющего ось вращения, которая не совпадает с его осью, придает и обеспечивает одновременное воздействие этих колебаний на обрабатываемые детали и рабочие тела в трех взаимно перпендикулярных направлениях, усиливает влияние колебаний всего устройства для отделочно-упрочняющей обработки на резинокордных пневмобаллонах на процесс отделочно-упрочняющей обработки.The technical result consists in the fact that the drum is made in the form of a polyhedral prism mounted obliquely at an acute angle relative to the horizontal axis of rotation with flat faces along its perimeter and with polygonal flat end cheeks placed at various sharp angles not only to the prism rotation axis, but also to each other at an acute angle, while the large axes of the end cheeks of a polygonal shape are rotated along the axis of rotation of the drum relative to each other by an acute angle, in addition, the drive, drum and means for loads and unloadings are fixed on a frame that is mounted by means of rubber-cord pneumocylinders on the bed, which creates fluctuations due to the imbalance of the load masses (workpieces and working bodies) and the masses of the drum itself, which has a rotation axis that does not coincide with its axis, attaches and provides simultaneous the effect of these vibrations on the workpieces and working bodies in three mutually perpendicular directions, enhances the influence of the vibrations of the entire device for finishing and hardening processing on rubber cord moballon on the process of hardening processing.

Установка барабана под острым углом относительно горизонтальной оси вращения позволяет активизировать циркуляцию массы загрузки с обрабатываемыми деталями, что приводит к увеличению их взаимных скоростей движения, а следовательно, и к повышению производительности обработки.The installation of the drum at an acute angle relative to the horizontal axis of rotation allows you to activate the circulation of the mass of the load with the workpiece, which leads to an increase in their mutual speeds, and therefore to increase productivity.

Кроме этого большие оси торцевых щек многоугольной формы повернуты по оси вращения барабана друг относительно друга на острый угол и, таким образом, ребра призмы по периметру барабана свернуты по винтовым линиям, что усложняет движение масс загрузки, повышает производительность и расширяет технологические возможности.In addition, the large axes of the end cheeks of a polygonal shape are rotated along the axis of rotation of the drum relative to each other by an acute angle and, thus, the edges of the prism around the perimeter of the drum are folded along helical lines, which complicates the movement of the masses of the load, increases productivity and expands technological capabilities.

Совместное влияние вращательного движения барабана и движущихся внутри обрабатываемых деталей, рабочих тел и совмещение с этим движением колебаний рамы с закрепленным на ней барабаном придает им сложное пространственное движение, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.The combined influence of the rotational movement of the drum and moving inside the workpieces, working bodies and the combination of frame vibrations with the drum fixed on it gives them a complex spatial movement, which increases productivity and expands technological capabilities.

Центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает не только стационарность движения обрабатываемых деталей и рабочих тел, расширяет технологические возможности, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению колебаний барабана совместно с рамой.The centers of symmetry of the inner surface of the drum in each of its cross-sectional elements along its length are displaced relative to the axis of rotation of the drum, which violates not only the stationary motion of the workpieces and working bodies, expands technological capabilities, but also contributes to the creation of eccentricity and the excitation of vibration of the drum together with the frame.

В результате выполнения барабана в виде установленной наклонно относительно горизонтальной оси призмы с торцевыми щеками, с размещенными под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, нарушается стационарность движения обрабатываемых деталей и рабочих тел, которые совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости – по эллиптическим траекториям, так как по периметру барабан выполнен в виде наклонной призмы, а в горизонтальной плоскости – возвратно-поступательное, что повышает производительность и эффективность обработки, расширяет технологические возможности.As a result of the execution of the drum in the form of a prism mounted obliquely with respect to the horizontal axis with end cheeks, placed at different angles not only to the horizontal axis of rotation, but also to each other, the stationary movement of the workpieces and working bodies that make complex spatial movement in the vertical the plane - along elliptical trajectories, since along the perimeter the drum is made in the form of an inclined prism, and in the horizontal plane - reciprocating, which increases the zvoditelnost and processing efficiency, enhances technological capabilities.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

фиг. 1 изображено устройство для отделочно-упрочняющей обработки, общий вид;FIG. 1 shows a device for finishing hardening processing, General view;

фиг. 2 – разрез А-А на фиг. 1;FIG. 2 is a section AA in FIG. one;

фиг. 3 – барабан с плоскими торцевыми щеками многоугольной формы, размещенными наклонно под углом к горизонтальной оси вращения барабана и друг к другу;FIG. 3 - a drum with flat end cheeks of a polygonal shape, placed obliquely at an angle to the horizontal axis of rotation of the drum and to each other;

фиг.4 – сечение Б-Б на фиг.3;figure 4 - section bB in figure 3;

фиг.5 – вид А на фиг.3 барабана в виде многогранной призмы с плоскими торцевыми щеками многоугольной формы, размещенными наклонно под углом к горизонтальной оси вращения барабана и друг к другу, при этом большие оси щек смонтированы по оси вращения барабана без поворота друг относительно друга;5 is a view A in figure 3 of the drum in the form of a multifaceted prism with flat end cheeks of a polygonal shape, placed obliquely at an angle to the horizontal axis of rotation of the drum and to each other, while the major axis of the cheeks are mounted along the axis of rotation of the drum without rotation relative to friend

фиг. 6 – наглядное изображение барабана в виде многогранной призмы с плоскими торцевыми щеками многоугольной формы, размещенными наклонно под углом к горизонтальной оси вращения барабана и друг к другу, при этом большие оси щек повернуты по оси вращения барабана другу относительно друга на острый угол;FIG. 6 is a pictorial illustration of a drum in the form of a multifaceted prism with flat end face cheeks of a polygonal shape, placed obliquely at an angle to the horizontal axis of rotation of the drum and to each other, while the large axis of the cheeks are rotated along the axis of rotation of the drum relative to each other by an acute angle;

фиг.7 – вид Б в виде схемы – расположение больших осей торцевых щек барабана.Fig.7 is a view B in the form of a diagram - the location of the large axes of the end cheeks of the drum.

Устройство для отделочно-упрочняющей обработки состоит (фиг. 1, фиг. 2) из барабана 1 с загрузочной цапфой 2 и разгрузочной цапфой 3, загрузочного средства 4, разгрузочного средства 5 и привода (не показано). Барабан 1 снабжен загрузочной цапфой 2 и разгрузочной цапфой 3 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного средства 4 входит в отверстие загрузочной цапфы 2 барабана 1. Загрузочное средство 4, подшипниковые опоры 6 и 7 со смонтированным в них барабаном 1 закреплены на платформе 9. Платформа 9 подвешена на четырех пневмобаллонах 10, которые закреплены на станине 11. Для увеличения скорости продольного перемещения масс загрузки от загрузки к выгрузке устройство для отделочно-упрочняющей обработки снабжено приспособлением (на чертеже не показано) для придания наклона оси вращения барабана 1 относительно горизонта. Привод на чертежах не показан. На фиг.1 и фиг.2 представлено устройство для отделочно-упрочняющий обработки с барабаном 1 в виде многогранной призмы с плоскими торцевыми щеками 12 и 13 многоугольной формы, размещенными наклонно под острым углом α к горизонтальной оси вращения 0₁- 0₁барабана 1 (фиг.3, фиг.4) и друг к другу под острым углом φ, при этом, большие оси i₁ и i₂ торцевых щек 12 и 13 смонтированы по оси вращения барабана 1 без поворота друг относительно друга (ω

0) и их большие оси совпадают i₁

i₂ (фиг.5), что ликвидирует возможность образования «застойных зон» в рабочей камере.A device for finishing and hardening processing consists (Fig. 1, Fig. 2) of a drum 1 with a loading pin 2 and a loading pin 3, loading means 4, unloading means 5 and a drive (not shown). The drum 1 is equipped with a loading pin 2 and an unloading pin 3 with the possibility of rotation in the

bearing bearings

6 and 7. The toe 8 of the loading means 4 enters the hole of the loading pin 2 of the drum 1. The loading means 4, the bearing supports 6 and 7 with the drum 1 mounted in them are fixed on the platform 9. The platform 9 is suspended on four pneumocylinders 10, which are mounted on the bed 11. To increase the speed of the longitudinal movement of the load masses from loading to unloading, the device for finishing and hardening processing is equipped with and (not shown) to tilt the axis of rotation of the drum 1 relative to the horizon. The drive is not shown in the drawings. Figure 1 and figure 2 shows a device for finishing hardening processing with a drum 1 in the form of a multifaceted prism with

flat end cheeks

12 and 13 of a polygonal shape, placed obliquely at an acute angle α to the horizontal axis of rotation 0 ₁ - 0 _{1 of the} drum 1 ( 3, 4) and to each other at an acute angle φ, while the large axes i ₁ and i _{2 of the}

end cheeks

12 and 13 are mounted along the rotation axis of the drum 1 without rotation relative to each other (ω

0) and their major axes coincide i ₁

i ₂ (figure 5), which eliminates the possibility of the formation of "stagnant zones" in the working chamber.

Барабан 1 (фиг. 3, фиг. 4, фиг.5) выполнен в виде установленного наклонно под углом α относительно горизонтальной оси 0₁- 0₁вращения многогранной призмы с плоскими гранями 14, 15, 16, 17, 18, 19 по ее периметру и с плоскими торцевыми щеками многоугольной формы 12 с большой осью i₁ и 13 и с большой осью i₂, размещенными под различными углами β и ψ к оси вращения призмы и друг к другу под углом φ, при этом большие оси i₁ и i₂торцевых щек многоугольной формы 12 и 13 повернуты относительно друг друга на острый угол ω

0, и их большие оси не совпадают (фиг.7, фиг.6). При повороте щек многоугольной формы по периметру барабана 1 ребра призмы сгибаются по винтовым линиям, что не только повышает производительность, но и обеспечивает перемещение масс загрузи от загрузи к выгрузке.Drum 1 (Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5) is made in the form of a rotation of a multifaceted prism mounted obliquely at an angle α relative to the horizontal axis 0 ₁ - 0 ₁ with

flat faces

14, 15, 16, 17, 18, 19 along its the perimeter and with flat end cheeks of a polygonal shape 12 with a large axis i ₁ and 13 and with a large axis i ₂ placed at different angles β and ψ to the axis of rotation of the prism and to each other at an angle φ, while the large axes i ₁ and i ₂ end cheeks of a

polygonal shape

12 and 13 are turned relative to each other by an acute angle ω

0, and their major axes do not coincide (Fig.7, Fig.6). When you turn the cheeks of a polygonal shape around the perimeter of the drum 1, the edges of the prism are bent along helical lines, which not only increases productivity, but also ensures the movement of the masses of the load from load to unload.

Барабан 1 с загрузочными и разгрузочными цапфами 2 и 3, привод (на чертеже не показано) закреплены на раме 9, которая упруго с помощью четырех пневмобаллонов 10 смонтирована на станине 11.Drum 1 with loading and unloading pins 2 and 3, the drive (not shown in the drawing) are mounted on the frame 9, which is mounted elastically with four pneumocylinders 10 on the frame 11.

Таким образом, барабан 1 может быть изготовлен (фиг.5 и фиг.6) с торцевыми щеками 12, 13, большие оси которых i₁ и i₂ повернуты друг относительно друга на острый угол ω

0.Thus, the drum 1 can be made (figure 5 and figure 6) with

end cheeks

12, 13, the large axes of which i ₁ and i _{2 are} rotated relative to each other by an acute angle ω

0.

Устройство для отделочно-упрочняющей обработки работает следующим образом.A device for finishing and hardening processing works as follows.

При вращении барабана 1 обрабатываемые детали совместно с рабочими телами (массы загрузки) совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине барабана 1 в каждом поперечном сечении (фиг. 1, фиг. 3), при этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения смещены относительно оси вращения барабана 1, что нарушает не только стационарность движения масс загрузки совместно, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению колебаний барабана 1 совместно с платформой 9, и размещенными внутри барабана 1 массами загрузки. Поэтому массы загрузки совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости – по эллиптическим траекториям, так как поверхность барабана 1 выполнена в виде наклонной призмы, а в горизонтальной плоскости – возвратно-поступательное с наложением на эти движения колебаний, возбуждаемых ассиметричным положением барабана 1 (наклонно относительно горизонтальной оси вращения) и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях. В результате чего, поток движущихся масс загрузки не стационарен, а размеры и расположение активного их смешивания заметно меняются за время одного оборота барабана 1. Поэтому, в результате нарушения упорядоченности процесса движения масс загрузки, движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает частота и энергоемкость их соударений между собой и со стенками барабана 1, а также с торцевыми щеками 12 и 13, что обеспечивает расширение технологических возможностей, увеличение производительности обработки. Процесс не стационарности движения масс загрузки усугубляется не только расположением торцевых щек 12 и 13, что существенно меняет направление движения масс загрузки вдоль оси вращения барабана 1 и создает зоны различного давления торцевых щек на массы загрузки, но и многогранной формой барабана 1 по периметру выполненной в виде многогранной призмы, что придает частицам масс загрузки дополнительное движение при их взаимодействии с наклоненными друг к другу гранями барабана 1. При этом частицы масс загрузки имеют возможность под воздействием геометрического уклона барабана 1, разности давления торцевых щек 12 и 13, но и винтовых линий по периметру барабана 1 не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке.When the drum 1 rotates, the workpieces together with the working bodies (loading masses) move along various elliptical trajectories, the dimensions of which vary along the length of the drum 1 in each cross section (Fig. 1, Fig. 3), while the centers of symmetry of the inner surface of the drum 1 in each of its cross-sectional elements are shifted relative to the axis of rotation of the drum 1, which violates not only the stationary motion of the masses of the load together, but also contributes to the creation of eccentricity and the excitation of vibrations of the drum 1 it is true with the platform 9, and the loading masses placed inside the drum 1. Therefore, the loading masses make a complex spatial motion in the vertical plane — along elliptical trajectories, since the surface of the drum 1 is made in the form of an inclined prism, and in the horizontal plane it is reciprocating with superimposed on these movements oscillations excited by the asymmetric position of the drum 1 (inclined relative to the horizontal axis of rotation) and the simultaneous effect of oscillations on them in three mutually perpendicular directions. As a result, the flow of moving masses of the load is not stationary, and the size and location of their active mixing noticeably change during one revolution of drum 1. Therefore, as a result of the disorder in the process of movement of the masses of the load, their movement becomes more active, the inactive zone is eliminated, the frequency increases and the energy intensity of their collisions with each other and with the walls of the drum 1, as well as with the end cheeks 12 and 13, which ensures the expansion of technological capabilities, increase productivity and. The process of non-stationary motion of the mass of the load is aggravated not only by the location of the end cheeks 12 and 13, which significantly changes the direction of movement of the mass of the load along the axis of rotation of the drum 1 and creates zones of different pressure of the end cheeks on the mass of the load, but also by the multifaceted shape of the drum 1 around the perimeter made in the form a multifaceted prism, which gives the particles of the masses of the load additional movement when they interact with the faces of the drum 1 inclined to each other. In this case, the particles of the masses of the load have the possibility under the influence cm geometric deviation drum 1, the pressure difference between the end cheeks 12 and 13, but the helical lines on the drum perimeter 1 not only move in complicated paths, but also move in the axial direction from the load to be unloaded.

Скорость перемещения масс загрузки (обрабатываемых деталей и рабочих тел) от загрузки к выгрузке можно регулировать изменением угла наклона всего устройства для отделочно-упрочняющий обработки.The speed of movement of the loading masses (workpieces and working bodies) from loading to unloading can be controlled by changing the angle of inclination of the entire device for finishing and hardening processing.

Предлагаемая конструкция устройства для отделочно-упрочняющий обработки упрощает изготовление, позволяет повысить производительность, расширяет технологические возможности.The proposed design of the device for finishing hardening processing simplifies manufacturing, improves productivity, expands technological capabilities.

Технико-экономические преимущества возникают за счет придания массам загрузки сложного пространственного движения с поджатием их потоков и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях и упрощения изготовления.Technical and economic advantages arise due to giving the masses of the load a complex spatial motion with the compression of their flows and the simultaneous impact of oscillations in three mutually perpendicular directions and simplifying the manufacture.

Claims

A device for finishing and hardening processing, comprising a drum with a drive, resiliently mounted on a bed with means for loading and unloading, characterized in that the drum is made in the form of a multifaceted prism mounted obliquely at an acute angle relative to the horizontal axis of rotation with flat faces along its perimeter and with flat polygonal end cheeks placed at various acute angles to the axis of rotation of the prism and to each other, while the large axes of the polygonal end cheeks are rotated along the axis drum rotation relative to each other at an acute angle.