Устройство для абразивной обработки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ преимущественно сферических поверхностей, содержащее держатель детали, привод, связанный через л tii водило и поводок со шпинделем инструмента , и механизм давления, отличающееся тем что, с целью повышения качества обработки путем стабилизации усилия, действующего на инструмент, механизм давления выполнен в виде рычага, щарнирносоединенного одним концом с водилом, несущего поводок на другом его конце и имеющего ответвление, на котором закреплен груз, при этом оси шарнира и поводка расположены по разные стороны относительно оси вращения водила. (Л 00 САЗ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И)

«ч(1) B 2 4 В 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ л у

К АВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3545342/25-08 (22) 24.01,83 (46) 15.05.84. Бюл. В .18 (72) В.Н.Смирнов, П.Н.Орлов, В.А.Деньщиков, Л.С.Шкундин и П.ц„Шкармутин (53) 621.923.5 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3253395/08, кл. В 24 В 11/10, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ

ОБРАБОТКИ преимущественно сферичес ких поверхностей, содержащее держаi тель детали, привод, связанный через водило и поводок со шпинделем инструмента, и механизм давления, о т л ич а ю щ е е с я тем; что, с целью повышения качества обработки путем стабилизации усилия, действующего на инструмент, механизм давления выполнен в виде рычага, шарнирносоединенного одним концом с водилом, несущего поводок на другом его конце и имеющего ответвление, на котором закреплен груз, при этом оси шарнира и поводка расположены по разные стороны относительно оси вращения водила.

1092033

Изобретение относится к механической оборабоке изделий сложной формы из твердых и хрупких материалов и может быть использовано, в частности в оптической и электронной промышленности 5 для шлифования и полирования плоских и сферических поверхностей линз, кварцевых резонаторов, для формирования сферической фаски на полупровод10 никовых дисках высоковольтных диодов и тиристоров.

Известны устройства для абразивной обработки поверхностей деталей, содержащие водило и поводок, имеющие возможность кругового двыкения, инст15 румент, сочлененный шарнирно с поводком, и средством для создания рабочего усилия между поверхностями инструмента и детали в виде груза или винтовой пружины 1 3.

Однако в данных устройствах невозможно обеспечить стабильность усилия пружины из-за возникновения значительных инерционных сил, деформи25 рующих ее. Другой причиной нестабиль, ности усилия является изменение расстояния между опорными поверхностями пружины в результате износа инструмента и гриба, достигающего 50Х от радиуса сферической поверхности (у каждого рабочего звена).

Цель изобретения — повышение качества обработки путем обеспечения стабильности рабочего усилия, действующего на инструмент. 35

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем держатель детали, привод, связанный через водило и поводок со шпинделем инструмента, и механизм давления, пос-40 ледний выполнен в виде рычага, шарнирно соединенного одним концом с водилом, несущего поводок на другом

его конце и имеющего ответвление, на котором закреплен груз, при этом оси шарнира и поводка расположены по разные стороны относительно оси вращения водила.

На фиг. 1 представлена схема устройства для обработки сферической поверхности с центробежным механизмом давления; на фиг. 2 — вариант выполнения устройства с Г-образным рычагом. на фиг. 3 — то же с У-образt Э

55 ным рычагом;

Устройство для обработки сферической поверхности деталей в виде дисков содержит гриб 1 и сферический инструмент 2 с наклонной под углом а осью вращения. Центробежный механизм давления предназначен для создания постоянного усилия между поверхностями гриба 1 и инструмента 2 и выполнен в виде Г-образного рычага 3, шарнирно установленного на водиле 4 так, что ось шарнира смещена от оси вращения водила на расстояние . На горизонтальной части рычага длиной Р закреплен поводок 5 и расположенный по другую сторону от оси вращения водила, и шарнирно сочлененный со шпинделем инструмента 2, а на вертикальной части рычага длиной 02 и отстоящей от оси рычага на расстоянии 5, закреплен груз 6 массой п . Для фиксации детали 7 и создания усилия на деталь при обработке в осевой канал гриба 1 помещен толкатель 8, сочлененный с рычагом 9, на котором установлен груз Q . Толкатель 8 соединен с вакуумной системой. Водило 4 снабжено приводом вращательного движения, состоящего из двигателя 10 и ременной передачи 11. Смеситель 12 предназначен для подачи абразивной суспензии в зону обработки.

Устройство работает следующим образом.

Поднимают рычаг 9 вместе с толкателем 8, совмещают деталь 7 с торцом толкателя и включают вакуумную систему. Под действием атмосферного давления деталь удерживается на толкателе. Включают двигатель 10 и опускают рычаг 9 в рабочее положение. Водило 4 и рычаг 3 вращаются с угловой скоростью со и инструмент 2 увлекается в прецессионное движение относительно гриба 1 и детали 7. Действие относительного перемещения поверхности инструмента, усилия Q и подаваемой из смесителя 12 абразивной суспензии вызывает износ поверхности детали 7, т.е. ее обработку.

Для надежного контакта поверхностей гриба 1 и инструмента 2 необходи- . мо, чтобы усилие N, создаваемое механизмом давления вдоль оси инструмента, быпо в 1,5-2 раза больше G .

Центробежная сила F> груза 6, возникающая при вращении рычага, создает вращательный момент против часовой стрелки в плоскости чертежа на фиг. 1 и обусловливает возникновение усилия, которое при горизонтальном

1092033 положении рычага определяется выражением

По окончании обработки, что устанавливается по времени, рычаг 9 поднимают, отключают вакуум, снимают готовую деталь и цикл обработки пов- 1р торяют, при этом съем и установка детали производится на ходу станка вручную либо автоматически.

При длйтеЛьной работе станка гриб 1 и инструмент 2 изнашиваются (заштрихованные области на фиг. 1) и рычаг 3 поворачивается на угол (пунктирные линии на фиг. 1), при этом центробежная сила F от гру- .

3 за 6 увеличивается, так как увеличивается расстояние между грузом и осью вращения т — 5. Однако усилие Й на инструмент 2 для этого случая определяет не только сила F, но и центробежная сила FI, действующая íà bio- yg водок 5 от вращающейся массы инструмента 2. Сила F создает момент, нацI равленный по часовой стрелке и компенсирует увеличение момента от силы F g (3 х Р2 определяется по формуле

F =m w (E со - )

2 где rn — масса условного груза, действие которого на рычаг эквивалентно действию инструмента.

При правильном выборе геометрических размеров рычага и отношения величин вращающихся масс re и m обеспе9 чивается стабильность усилия при значительных износах контактирующих звеньев, достигающих 50Х от величины радиуса сферической поверхности. Например, для случая обработки деталей по сфере Й= 10 мм при допустимом из осе гриба и инструмента вдоль оси до 5 мм (каждого звена) стабильное усилие H = 11, 2 и (1; 1 кг) обеспечивается при следующих параметрах станка: начальное и конечное положения рычага g = -6-6 геометрические размеры рычага 02 м, 1 см, Р=Зсм . отношение вращающихся масс †„, 0,9;

2 масса груза (вес груза) tn>

= 0,0083 г (8,12.г), угол наклона оси инструмента

at- =25,, угловая скорость вращения води ла ю = 293 с1/ п = 2800 об/мин.

Конструктивное выполнение центробежного механизма давления может быть различным, На фиг. 2 в схеме устройства для обработки плоских поверхностей Г-образный рычаг с закрепленным грузом и поводком с одной стороны от оси вращения водила представляет более компактную компоновку станка. На фиг. 2 рычагу придана У-образная форма, чем достигается более благоприятное распределение напряжений в теле рычага от действующих на него при вращении сил, возможность снизить его вес в 1,5-2 раза в сравнении с Г-образным при прочих равных условиях., Данное устройство для абразивной обработки деталей эффективно работает при угловых скоростях вращения водила, превышающих 209 с 1 (2000 об/мин) в то время, как в известных устройствах инерционные силы являются вредным фактором, ограничивающим произ водительность станков. Испытания опыт-. ного образца с центробежным механизмом давления показали надежность его работы в диапазоне угловых скоростей от 209 до 523 с <(5000 об/мин).

Предлагаемое изобретение позволяет улучшить качественные показатели процесса обработки и в 2-3 раза повьппает производительность труда.

1092033

Составитель А.Козлова

Техреду.Коцюбняк Корректор И.Эрдейи

Редактор .Воловик. Заказ 3179/9 Тираж 737 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4