Устройство для упругой обработки детали

 

УСТРОЙСТБО ДЛЯ УПРУГОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ, содержащее установленный с возможностью вращения вокруг оси шпиндель инструмента, основание и держатель изделия, связанные между собой шарнирно установленными рычагами через упругий элемент, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества обработки, оно снабжено дополнительными упругими элементами, установленными между основанием и держателем изделия, главные оси жесткости которых направлены под одинаковым острым углом к оси шпинделя инструмента , а рычаги смонтированы с возможностью поворота в горизонтальной плоскости . (Л |С го со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1024237 з(дц В 24 В 7/02

Ъ

1

К АВТОРСКОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3369054/25-08 (22) 2,1.12.81 (46) 23.06.83. Бюл; № 23 (72) Б,. И. Никулкин и В. М. Рогачев (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 621.923.5 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР № 385373, кл. В 24 В 3/34, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3265888/25-08, кл. В 24 В 7/02, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРУГОЙ

ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ, содержащее уста! новленный с возможностью вращения вокруг оси шпиндель инструмента, основание и держатель изделия, связанные между собой шарнирно установленными рычагами через упругий элемент, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества обработки, оно снабжено дополнительными упругими элементами, установленными между основанием и держателем изделия, главные оси жесткости которых направлены под одина ковым острым углом к оси шпинделя инструмента, а рычаги смонтированы с возможностью поворота в горизонтальной плоскости.

1024237

Однако перемещение по нормали к обрабатываемой поверхности вызывают периодическое изменение глубины шлифования, образование волнистости и повышение шероховатости обработанной поверхности. Поэтому это устройство недостаточно повышает стойкость инструмента и снижает шероховатость и волнистость обработанной поверхности, что особенно сказывается при чистовом шлифовании деталей с повышенным уровнем требований по чистоте обработки.

Целью изобретения является улучшение качества обработки.

Изобретение относится к металлообработке, преимущественно шлифованием.

Известно устройство для упругого шлифования, которое содержит механизм обратной связи перемещений, выполненный в виде пневматической системы. Это. устройство стабилизирует величину среднего нормального давления в контакте круга и детали при удалении неравномерного припуска (1) .

Однако в связи с малым его быстродействием это устройство не обеспечивает постоянное давление при возникновении вибраций и обладает низкой виброустойчивостью в процессе шлифования. При его использовании возникают автоколебания и переменные силы обработки, которые повышают износ инструмента, ухудшают качество обработанной поверхности, снижают произво. дительность обработки.

Известно также устройство для упругого шлифования, которое содержит абразивный 20 инструмент, установленный с возможностью вращения на шпинделе, и приспособление для установки, крепления и перемещения детали. Основание приспособления соединено с держателем детали упруго-рычажными механизмами связанных перемещений детали в тангенциальном и нормальном направлениях и изменения нормального давления на круг пропорционально уровню вибраций, возникающих при шлифовании.

В этом устройстве двуплечие рычаги расположены вертикально и связаны с основанием приспособления шарниром с горизонтальной осью вращения, а с держателем детали через упругий элемент в виде кольца.

При использовании этого устройства повышается устойчивость процесса шлифования и стойкость круга между правками, по сравнению с другими известными устройствами.

Это объясняется тем, что при возникновении вибраций и перемещений детали в тангенциальном направлении двуплечие рычаги устройства поворачиваются в вер- 4 1 тикальной плоскости и поджимают деталь к шлифовальному кругу. При этом нормальное давление на круг и сила шлифования изменяются пропорционально перемещению детали с ее держателем при колебаниях и вызывают их затухание (2).

Указанная цель достигается тем, что устройство для упругой обработки детали, содержащее установленный с возможностью вращения вокруг оси шпиндель инструмента, основание и держатель детали, связанные между собой шарнирно установленными рычагами через упругий элемент, снабжено дополнительными упругими элементами, установленными между основанием и держателем изделия, главные оси жесткости которых направлены под одинаковым острым углом к оси шпинделя инструмента, а рычаги смонтированы с возможностью поворота в горизонтальной плоскости.

На фиг. 1 показано устройство, вид спереди; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Устройство для упругой обработки содержит абразивный инструмент 1, установленный на шпинделе шлифовальной бабки (не показаны), и приспособление,для установки, крепления и обеспечения координатных перемещений детали 2 в плоскости обработки под углом к вектору скорости резания.

Приспособление включает. основание 3, установленное на столе станка (не показан), и держатель 4 детали 2, связанные упругими элементами 5 и упруго-рычажными механизмами. Упругие элементы 5 выполнены в виде плоскопараллельных пружин или прямоугольного бруса, или колец и т. п.

При эаом главная ось наибольшей их жесткости в горизонтальной плоскости развернута относительно оси шпинделя с инструментом 1 на одинаковый острый угол, а жесткость упругих элементов 5 в вертикальном направлении превышает в несколько раз, например в три раза, их жесткость в горизонтальной плоскости.

Упругие элементы выполнены с размерами и жесткостью, обеспечивающими наиболее низкую частоту свободных колебаний держателя 4 с деталью 2 в упругой системе

СПИД в направлении главной оси г1 . В устройстве, показанном на фиг. 1,. упругие элементы 5 выполнены в виде плоскопараллельных пружин из пластин переменного сечения по высоте.

Упруго-рычажные механизмы содержат двуплечие рычаги 6 и 7, плечи которых расположены под одинаковым углом друг к другу, например 90, установленные в горизонтальной плоскости с противоположных сторон держателя 4 детали. При этом рычаги 6 и 7 соединены с основанием 3 приспособления шарниром 8 с вертикальной осью вращения. Одно из плеч рычагов 6 и 7 связано с держателем 4 детали через упругое кольцо 9, закрепленное на плече рычага, а другое упирается в держатель 4 детали через регулируемые упоры 10, которыми создаются предварительный натяг упругих колец 9, и выбираются зазоры в шарнирах 8..

1024237

1а фиг. Z

Составитель С. Ухорский

Реда кто р A. Ша идо р Текред И. Верес Корректор A. Ильин

Заказ 429! /1! Тираж 795 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з

Оси главной жесткости сечения упругих элементов 5 развернуты относительно оси х шпинделя с инструментом 1 в горизонтальной плоскости на угол 45(с((60 . Угол а(, равный 45, является наиболее рациональным при одинаковой длине плеч каждого из рычагов 6 и 7, при этом обеспечивается перемещение детали в плоскости обработки с одинаковой частотой и амплитудой в тангенциальном 7. и осевом х направлениях.

Устройство работает следующим образом

В процессе обработки детали 2 в момент контакта вращающегося инструмента 1 и детали 2 и возникновения колебаний в тангенциальном направлении Z, т. е. перемещения детали в направлении вектора скорости резания Ъ =Ч р!-Уо„резания, происходит поворот рычагов 6, 7 и изгиб упругих элементов 5, например плоскопараллельных пружин, и перемещение их верхней части совместно с держателем 4 и деталью 2 в плоскости обработки под острым угломер! к вектору скорости V резания с некоторой скоростью. При этом изменяются фактическая скорость подачи Ъоп детали, ширина шлифования и скорость резания, а следовательно, и .объем сошлифовываемого материала, изменяются также силы резания и трения пропорционально уровню вибраций, возникающих при обработке. При движении детали 2 с держателем 4 имеют место перемещения детали 2 под углом ы к вектору скорости резания V и изменения объема сошлифовываемого материала и силы резания пропорционально уровню тангенциальных колебаний. Последние обусловливают затухание колебаний, вследствие чего повы10 шается устойчивость процесса обработки.

Переменные силы резания снижают также уровень вынужденных колебаний, которые имеют место из-за дисбаланса инструмента и шпинделя, погрешностей в подшипниках шпинделя и т. д.

Предлагаемое устройство улучшает качество обработанной поверхности не только за счет устранения автоколебаний, но также в результате изменения направления колебаний детали относительно инструмента в плоскости обработки и создания благоприятной траектории относительного их движения. Устройство расширяет область устойчивости процесса шлифования, уменьшает уровень вынужденных колебаний.