Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 75 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ В процессе механической обработки материа- лов широко используются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Механическая обработка коллек- тора производится с применением СОЖ на основе (4…6)% раствора масла CATROL Suntilo R*HAS [1]. После механической обработки детали на поверхно- стях остается СОЖ и стружка, которые необходимо удалять. После высыхания СОЖ на поверхностях коллектора образуется масляная пленка CATROL, обладающая хорошей адгезией с поверхностью и хо- рошо удерживающая остатки стружки. На Уральском заводе газовых центрифуг мойка изделий «КОЛЛЕКТОР» от остатков СОЖ произво- дится растворителем трихлорэтилен (перхлорэти- лен) в герметичной камере установки компании FIR- BIMATIC [2]. Остатки стружки удаляются вручную мойкой в ванне с помощью щеток и ершей горячим (50…60 ºС) моющим раствором на основе техниче- ского порошкообразного моющего средства «Выбор- 1М» [3] по ТУ 9144-02-0121858111-2004. Мойка рас- творителем продолжается 4 ч 40 мин при загрузке в камеру 12 изделий «КОЛЛЕКТОР» – более 23 мин на изделие, не учитывая время загрузки-выгрузки. Ручная мойка от остатков стружки характеризуется высокой температурой в рабочей зоне и необходи- мостью оператору работать с тяжелой деталью – по- ворачивать, поднимать, наклонять. Таким образом, существующий техпроцесс имеет следующие недо- статки: 1) высокую температуру в рабочей зоне; 2) токсичность применяемых для мойки мате- риалов. Применяемый растворитель трихлорэтилен (перхлорэтилен) [2, 6], обладает высокой растворя- ющей способностью и совместим с большинством металлов, в частности, алюминием. Применение растворителя для удаления СОЖ позволяет ускорить процесс удаления СОЖ в 2…3 раза, но растворители при разложении образуют токсичные вещества – фос- ген, окисел углерода, что обусловливает применение для обработки деталей герметических камер; 3) ручной режим мойки при удалении стружки; 4) отсутствие механизации и автоматизации про- цесса. Существующие промышленные установки для струйной мойки узлов, деталей, агрегатов, в том чис- ле и с подогревом воды [4, 5], имеют камеры с разме- рами не более 1500 мм и не пригодны для обработки данного изделия. Для удаления остатков СОЖмогут быть примене- ны машины для мойки с использованием ультразвука в растворителях KWL класса AIII [6], которые оказы- вают менее вредное влияние на окружающую среду и не относятся к категориям, регулируемым норма- тивом VOC/13/99 по эмиссии вредных веществ. Спо- соб ультразвуковой очистки [7, 8] с использованием воды или растворителя позволяет ускорить процесс удаления остатков СОЖ и стружки с поверхностей. Наиболее сложным в процессе удаления остатков СОЖ и стружки является обработка внутренних ка- налов А (рис. 1) коллектора, имеющих большую дли- ну. Для обработки протяженных отверстий детали могут быть использованы установки для внутренней и наружной мойки труб [9]. Также можно применить мойки высокого давления с реактивным моющим со- плом, например фирмы KERSHER [10]. Автоматизация процессов качественной мой- ки – актуальная проблема, особенно когда в деталях имеются внутренние полости. Целью данной работы является разработка машины для удаления остатков СОЖ и стружки из продольных каналов и наружных поверхностей изделия с автоматическим циклом об- работки. 1. Экспериментальные исследования Проведенные эксперименты по удалению СОЖ, в том числе пленки CATROL с поверхностей изделия, показали, что образующаяся после высыхания СОЖ пленка (через 14…16 ч после обработки) обладает хорошей адгезией к поверхности изделия и удаляется только горячей (50…55 ºС) водой через 17…20 мин. Удаление СОЖ с изделия не позднее 1,5…2 ч после обработки производится потоком холодной водо- проводной воды менее чем за 2 мин. После 4,5…5 ч после обработки поток простой водопроводной воды удаляет СОЖ за 10…12 мин. Нагрев воды до 55…60 ºС ускоряет процесс удаления остатков СОЖ до 2 мин. Удаление остатков стружки с поверхностей изде- лия происходит струей воды (моющего раствора) при давлении более 1,5 бар, что объясняется «прилипа- нием» стружки к поверхности, на которой имеются остатки СОЖ. 2. Результаты и обсуждение Для автоматизации процесса мойки детали и удаления остатков стружки после механической об- работки была спроектирована и изготовлена маши- на моечная для межоперационного обезжиривания и удаления СОЖ и стружки после механической об- работки изделий с наружного контура и продольных каналов изделия «КОЛЛЕКТОР» с последующей сушкой промытых поверхностей. Общий вид маши- ны моечной представлен на рис. 2. Машина моечная имеет зону загрузки А, зону мойки Б, насос В подачи моющего раствора с филь- тром Г на входе и двигателем Д, теплообменник Е