Устройство для шлифования и полирования поверхностей тел вращения переменной кривизны

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕт СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 500032 (2 3) 3842983/25-08 (22) 15.01.85

{46) 30.05,86. Бюл. Ф 20 (72) Р.Н.Фридман, JO.Я . Фельдман, Е.Ю.Фельдман и А.Ф.Чамин (53) 621. 924.6 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 500032, кл. В 24 В 5/12, 1974. (54) (57) f . УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ

И ПОЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ КРИВИЗНЫ по авт. св. Ю„, 12З4164 4 2 (50 4 В 24 В 5/12//В 24 В 6

Ф 500032, о т л и ч а ю щ е е с я тем, .что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности, устройство снабжено механизмом дополнительного качания головки с абразивным инструментом и механизмом компенсации изменения положения рычага нри его повороте вокруг оси эксцентрикового вала, при этом механизмы размещены на рычаге и кинематически связаны с приводом вращения эксцентрикового ва" ла и со шпинделем абразивного инструмента.

1234164 шатунным механизмом.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизм дополнительного качания рычага выполнен в виде конической зубчатой передачи и кинематически связанного с ней кривошипно-шатунного механизма, содержащего соединенные шатуном два кривошипа.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизм компенсации изменения положения. рычага при его повороте вокруг оси вала выполнен в виде размещенного на эксцентриковом валу зубчатого сум-. мирующего дифференциала,ось сателли гоа которого жестко закреплена на эксцентриковом валу, кронштейна с закреп" ленным на нем роликоми установленной

Ф

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для механизации шлифовально-полировальных работ, име" ющим широкое применение в химическом, нефтяном, полимерном, энергетическом машиностроении, а также в авиадвигателестроении, судостроении и других отраслях промышленности, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Ф 500032.

Цель изобретения — повышение качества обрабатываемой поверхности за счет того, что устройство для шлифования и полирования поверхностей тел вращения переменной кривизны,содержащее шарнирно закрепленный на каретке с возможностью качания рычаг, на свободном конце которого установлена головка со шпинделем абразивного инструмента, и в котором шарнирное закрепление рычага выполнено в виде эксцентрикового вала с приводом его вращения, снабжено механизмом дополнительного качания рычага вокруг оси, расположенной параллельно рычагу и перпендикулярной оси вращения шпинделя инструмента, и механизмом компенсации изменения положения рычага при его повороте вокруг оси вала.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, вид сбоку;

30 на фиг. 2 — эксцентриковый вал и рына рычаге параллельно ему направляющей с роликом,при этом одна из центральныхшестерен дифференциала жестко, закреплена на кронштейне,а другая— кинематически связана с кривошипно4 . Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что с целью обеспечения возможности наладочной установки заданного угла наклона головки с инструментом и величины амплитуды ее качания, по крайней мере, один из кривошипов механизма дополнительного качания рычага выполнен с регулируемой величиной зксцент-. риситета, а шатун — с переменной длиной. чаг подвеса, разрез вдоль оси; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2 (при одинаковой фазе кривошипов); на фиг. 4 — то же, при разных фазах кривошипов и укороченной длине шатуна; на фиг. 5 — кинематическая схема эксцентрикового вала и рычага подвеса.

Устройство состоит из колонны 1, на которой смонтирован суппорт 2, получающий движение от электродвигателя 3 с регулируемой частотой вращения через ходовой винт 4. К суппорту 2 жестко прикреплена горизонтальная траверса 5, на которой установлена каретка 6, приводимая в движение электродвигателем 7 с регулируемой частотой вращения через ходовой винт 8. На каретке 6 подвешен с помощью шарнира рычаг 9, на конце которого смонтирована головка 10 со шпинделем абразивного инструмента, Для регулирования усилия прижима инструмента к обрабатываемой поверхности на рычаге 9 размещен груз-противовес 11, перемещаемый по направляющим 12 от электродвигателя 13 и ходового винта 14. Вращение абразивного инструмента осуществляется от электродвигателя 15. Шарнирный подвес рычага 9 выполнен в виде эксцентрикового вала 16., который смонтиро1234164 ван с помощью шарикоподшипников 17 на каретке 6. Зксцентриситет вала 16 равен выбранной величине амплитуды возвратно-поступательного движения инструмента, при котором ось инструмента перемещается параллельно самой себе. На валу 16 установлены подшипники 18, на которые посажен рычаг 9, несущий головку 10. Вал 16 приводится во вращение относительно рычага

9 электродвигателем 19 через пару сменных шестерен 20. Последние обес печивают частоту вращения вала 16 (частоту возвратно-поступательного движения инструмента) в зависимости от скорости изделия и высоты абразивного инструмента.

Вращающийся стол 21 с индивидуальным приводом служит для установки обрабатываемого иэделия и придания ему вращательного движения.

Головка со шпинделем абразивного инструмента жестко соединена с осью

22, перпендикулярной оси шпинделя инструмента и расположенной по середине его ширины параллельно продольной оси рычага 9. Ось 22 установлена в подшипниках 23 и на втором конце снабжена кривошипом 24, который с помощью шатуна 25, регулируемого по длине винтовой стяжкой 26, соединен с кривошипом 27. Оба кривошипа выполнены с регулируемым эксцентриситетом.

Кривошип 27 жестко соединен с телескопическим валом 28, имеющим для 3 компенсации осевых перемещений рычага 9 шлицевое соединение 29 и установленным в подшипниках 30, смонтированных на рычаге 9. На втором конце вала 28 жестко закреплена ведомая 4о вилка карданного шарнира 31, ведущая вилка которого жестко соединена с .валом 32. На последнем жестко закреплена коническая шестерня 33, находящаяся в зацеплении с конической шес- 45 терней 34, которая с помощью вала

35 и промежуточных шестерен 36-38 связана с центральной шестерней 39 зубчатого суммирующего дифференциала, сателлиты 40 которого посажены go на ось 41, жестко соединенную с эксцентриковым валом 16 причем вторая центральная шестерня 42 зубчатого суммирующего дифференциала жестко, соединена с кронштейном 43, в кото- у ром на подшипниках 44 — 46 смонтированы соответственно валы 32, 35 и шестерня 39. С кронштейном 43 жестко соединена ось 47, расположенная перпендикулярно рычагу 9 и несущая на конце ролик 48,входящий в направляющую 49, охватывающую этот ролик с двух сторон, расположенную параллельно рычагу 9 и жестко на нем закрепленную. При этом с осью 47 со- осен геометрический центр карданного шарнира 31.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемое изделие устанавливают на стол 21 и приводят во вращение. Абразивный инструмент выставляют в центре обрабатываемого иэделия и приводят во вращение электродвигателем 15. Одновременно устанавливают необходимое положение груза-противовеса 11, обеспечивающее требуемое усилие прижима инструмента к обрабатываемой поверхности. Контроль усилия прижима осуществляют косвенным образом — по силе потребляемого тока электродвигателем 15. Затем включают в работу приводы вертикального перемещения суппорта 2 на колонне 1 и горизонтального перемещения каретки

6 по траверсе 5. В результате сложения двух движений — горизонтального и вертикального шарнирный подвес рычага 9 перемещается вдоль образующей изделия от его центра к периферии.

При этом скорости вертикального и горизонтального перемещений вала 16 шарнира выбирают таким образом, чтобы осуществлялась заданная подача на один оборот изделия. Ввиду того, что рычаг 9, несущий головку 10, навешен на вал 16 шарнирного подвеса с помощью подшипников 18, то в процессе перемещения оси шарнира вдоль образующей изделия абразивный инструмент путем поворота рычага 9 на валу 16 копирует криволинейный профиль обрабатываемой поверхности.

При движении абразивного инструмента по образующей вращающегося иэделия происходит шлифование по строкам. При включении привода вращения эксцентрикового вала 16 последний вращаясь относительно рычага 9 в подшипниках 17, заставляет совершать качательные движения в плоскости вращения абразивного инструмента этот рычаг с головкой 10 и абразивным инструментом. При этом инструмент, качаясь в плоскости своего вращения и сошлифовывая металл с обрабатывае1234164 мой поверхности, одновременно путем поворота рычага 9 на подшипнике 18 обкатывается по криволинейной (или прямолинейной) образующей в пределах удвоенной величины амплитуды качания. Качание инструмента по образующей происходит относительно центра ее кривизны,т.е,качание инструмента осуществляется относительно оси,про-(о ходящей в каждый момент времени через центр кривизны обрабатываемого участка профиля изделия. Последовательное

t перемещение оси шарнира с качающимся I5 в плоскости своего вращения инструментом вдоль образующей приводит к последовательному перемещению оси качания инструмента по эволюте образующей изделия. В результате таких

20 качательных движений инструмента увеличивается ширина каждой строки и уменьшается высота остающихся межстрочных гребешков, что позволяет повысить производительность и качество обработки.

Одновременно с указанным качательным движением в плоскости своего вращения абразивный инструмент соверша,ет качательные движения вокруг оси, перпендикулярной оси его вращения, расположенной по середине ширины инструмента и параллельно рычагу подвеса 9.

Это обеспечивается тем, что при вращении эксцентрикового вала 16 З5 жестко соединенная с ним ось 41 заставляет сателлиты 40 обкатынаться по центральной шестерне 42 суммирующего зубчатого конического дифференциала. От сателлитов 40 вращение передается центральной шестерне 39, которая вращается со скоростью, вдвое большей скорости вала 16. Далее вращение передается через шестерни 38, 37, 36, вал 35 и конические шестер- 4> ни 34 и 33 валу 32, а от него через карданный шарнир 31 — телескопическому валу 28 со шлицевым соединением

29.Вал 28 вращает кривошип 27, который через шатун 25 передает качатель- о ные движения кривошиау 24, соединенному с осью 22, вследствие чего абразивный.инструмент получает качательные движения вокруг оси, перпендикулярной оси его вращения, т.е. оси 22.55

Для компенсации изменения положения рычага при его повороте вокруг вала 16 в устройство введены звенья, компенсирующие изменение наклона рычага 9 и влиячие этого изменения на положение инструмента, выполненные в виде суммирующего зубчатого дифференциала. При изменении положения рьиага 9 в сторону, например уменьшения угла его наклона, т.е. при подъеме его ближе к горизонтальному положению, вследствие того, что кронштейн

43 зафиксирован от поворота относительно рычага 9 с помощью направляющей 49 и ролика 48, он поворачивается вместе с рычагом вокруг вала 16.

При этом вместе с кронштейном 43 по( ворачивается вокруг вала 16 и связанная жестко с кронштейном 43 центральная шестерня 42. Ось 41 сателлитов, жестко связанная с валом 16, сохраняет свое положение и при этом шестерня 42 через сателлиты 40 поворачивает центральную шестерню 39 в направлении, противоположном тому. в котором повернулась шестерня 42 вместе с кронштейном 43. Это вызывает поворот вала 28, и при наличии дифференциала происходит вычитание поворота рычага 9 и сохранение неизменным положения инструмента независимо от угла наклона рычага 9.

Вследствие того, что эксцентриковый вал 16 сообщает рычагу 9 сложные качательные движения, составляющей которых являются и поступательные движения, на рычаге 9 закреплена направляющая 49, охватывающая. ролик 48 и обкатывающаяся по нему, обеспечивая как поступательное, так и качательное движение рьиага 9 относительно кронштейна 43.

В процессе работы рычаг 9 остается всегда параллелен валу 28, но не параллелен валу 32 и изменяет свое положение относительно последнего.

Следовательно, поскольку вал 28 качается вместе с рычагом 9 и качается вместе с ним относительно кронштейна

43, то вал 32 соединен с валом 28 карданным шарниром 31 с геометрическим центром, соосным с осью 47 ролика 48, являющейся центром качания рычага 9 относительно кронштейна 43.

Вместе со шлицевым соединением 29 и суммирующим дифференциалом это позволяет исключить влияние изменения наклона рычага 9 на положение инструмента относительно изделия и при этом сообщать качательные движения

1234164 инструменту вокруг оси, перпендикулярной оси инструмента, одновременные с качательными движениями инструмента в плоскости его вращения.

Путем регулировки длины шатуна 25 винтовой стяжкой 26 можно обеспечить качание кривошипа 24 в одинаковой фазе с кривошипом 27 иЛи в противофазе (фиг. 3 и 4). Кроме того, изменением длины шатуна инструмент может быть установлен с наклоном его вращения к поверхности обрабатываемого изделия. При этом качательные движения совершаются относительно этого положения.

1234164

Составитель А.Шутов

Редактор С.Лисина Техред О.Сопко Корректор Т.Колб

Заказ 2940/18 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делаи изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.35, Рауюская наб., д. 4!5 « ° Ф «

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4