Устройство для ленточного шлифования

 

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)4 В 24 В 21/00 3

gi

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ опорой контактного элемента, подпружиненного относительно основания и снабженного приводом перемещения, отличающее с я тем, что, с целью повышения производительности путем повышения стойкости ленты, на опоре контактного элемента выполнен заборный участок н устройство снабжено установленным на указанном заборном участке плоским упругим синусоидальным в плоскости контактной поверхности элементом шириной, равной половине ширины опоры контакгного элемента и уменьшающейся в два раэа на участке, равном шагу сину- . соиды, при этом устройство снабжено упругими элементами, на которых установлен обод направляющего ролика, выполненный эластичным с периодически изменяющимися в окружном направлении упругими свойствами с шагом, равным длине плоского упругого элемента. фие.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3763312/25-08 (22) 03.07.84 (46) 30.08.86. Бюл. М 32 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт, Всесоюзный научно-исследовательский институт аб-,. разивов и шлифования и Симферопольский филиал Центрального проектноконструкторского технологического бюро (72) Б.И.Никулкин, В.М,Рогачев, Б.Н.Ардашников, Г.М.Ковальзон, П,Н.Давыдов, В.А.Губанов, В.К.Горлов и В.П.Семченков (53) 621.922.079 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 831567, кл, В 24 В 21/16, 1981. (54)(57) 1 . УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕНТОЧНОГО ШЛИФОВАНИЯ, выполненное в виде установленного на основании лентопротяжного механизма с натяжным, лриводньни и направляюшуак роликами и

„„S0„„1253761 A 1

1253761

20

2, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оси наименьшей главной жесткости упругих элементов направляющего ролика и опоры контакт1

Изобретение относится к ленточному шлифованию, н частности к ленточношлифональным станкам с невращающимся контактным элементом, Цель изобретения .— поньш ение 5 стойкости шлифональной ленты путем сообщения ленте в момент ее касания с обрабатываемой детаЛью дополнительных перемещений, уменьшающих силу трения.

1О

Устройство с ненращающимся контактным элементом обеспечивает в момент касания ленты с обрабатываемой деталью и плоскости шлифования высокочастотные резонансные вибра-. ции ленты, а также низкочастотные поперечные колебания ленты.

Резонансные высокочастотные колебания уменьшают силу трения между лентой и контактным элементом и снижают интенсивность разрушения тканевой основы, а также снижают износ абразивного покрытия ленты. Поперечные колебания улучшают качество об° рабатываемой поверхности и обеспе- 2S чивают равномерную работу абразивной ленты о всей ее ширине.

На фиг.1 показано устройство для ленточного шлифования, общий вид; на фиг.2 — узел поджима ленты с контактным элементом; на фиг.3 вид А на фиг.2; на фиг,4 — сечение

Б-Б на фиг.? на фиг.5 — сечение

В-Б на. фиг .2; на фиг .б — сечение

Г-Г на фиг.5 на фиг.7 напранляющий е Ъ э

35 ролик; на фиг.8 — сечение Д-Д на фиг.7; на фиг.9 — развертка эластичного обода ролика; на фиг. 10— сечение Е-Е на фиг.9; на фиг,11 сечение Ж-Ж на фиг.1.

Устройство для ленточного шлифования (фиг.l) содержит основание 1 станка, абразивную ленту 2, невращаюп;ийся кон-.ак ьь,й элемент 3 узла поджима абразивной ленты 2 к обраба45 тываемой детали 4, направляющие ного элемента расположены относительно плоскости вращения ленты под одинаковым острым углом, равным

60.

5,6 и ведущий 7 ролики, охватываемые лентой 2.

Узел поджима (фиг.2 и 3) составлен из опоры 3 контактного элемента и основания 8, например, прямоугольной формы, связанных между собой пластиичатыми пружинами 9 и 10,с мягкими характеристиками жесткости, а с основанием 1 станка — винтовой парой 11 и 12. Пружины 9 и 10 выполнены в ниде предварительно изогнутых по дуге окружности пластин с радиусом кривизны, равным расстоянию

2 между их концами. При этом жесткость "с" пружин 9 и 10 ныббрана из условия, что частота Р= 1 с/m свободных колебаний опоры 3 контактного элемента, который имеет массу ъ равна высокочастотной собственной частоте ветви ленты 2, располагающейся между направляющим роликом 5 и опорой 3 контактного элемента.

Выпуклой частью пластинчатые пружины 9 и 10 обращены друг к другу (фиг.2 и 3). Минимальное расстояние между ними в средней части равно суммарной величине 2r прогиба их при максимально допускаемо усилии в момент прижима ленты, т.е. моменту прогиба в момент потери устойчивости.

Размеры сечения b h пластинчатых пружин 9 и 10, высота изогнутой части (и величина зазора 2r в средней части между ними (фиг.2 и 4) выбраны с ноэможностью упругих деформаций л и уменьшения их жесткости с увеличением усилия на опорную часть 8 контактного элемента.

Ось 1 наименьшей главной жесткости (фиг.4) пластинчатых пружин 9 и 10 расположена под углом 60 относительно плоскости вращения направляющих роликов 5 6 и ленты 2. На эаборной части опоры 3 контактного элемента размещена симметрично относительно его середины поперечного

3 !25376! 4 сечения эластичная полоса 13, изогнутая по синусоиде в плоскости шлифования с удвоенной амплитудой, равной половине ширины Ь опоры 3 контактного элемента. Ширина эластичной полосы 13 не превышает половины ширины В (фиг,5) опоры 3 контактного элемента в выполнении монотонно уменьшающейся до двух раз на ее длине

L, равной шагу:t, синусоидальной по в 10 лосы. Шаг t эластичной полосы 13 выбран равным отношению скорости Ч„ вращения ленты 2, допускаемой условием ее прочности, к низшей собственной частоте опоры 3 контактного элемента в плоскости шлифования, установленной на пластинчатых пружинах 9 и 10.

Например, эластичная полоса 13 выполнена из резины с модулем упругости

30 кг/cM длиной ol Равной Be BIBT g 0

125 мм, и имеет ейнусоидальную .форму с удвоенной амплитудой 25 мм.

- Максимальная ширина эластичной полосы 13 на заборной части опоры 3 контактного элемента равна половине шири ны В - 25 мм. 1!!ирина полосы 13 моВ

2 нотонно уменьшается на длине ее шага

В

90 — 12,5 мм. Эластичная полоса

l3 выступает над плоскостью опоры 3 контактного элемента на величину, превышающую до двух раэ толщину абразивного покрытия ленты 2.

На поверхности опоры 3 контактно- 35 го элемента и эластичной полосы 13 со стороны абразивной ленты 2 расположен однорядный слой стеклянных или абразивных шариков !4, например, диаметром меньше 1 мм, связанных меж-40 ду собой и с опорой 3 контактного элемента эластичным полотном 15.

При этом шарики, расположенные на эластичной полосе 13, могут быть выполнены иэ материала, обладающего 4 более высоким коэффициентом трения по сравнению с материалом шариков, расположенных на твердой части опоры

3 контактного элемента. Более высокий коэффициент трения шариков, ко- 0 торые расположены на эластичной полосе 13, например, больше íà IO—

20Х, может быть обеспечен sa счет нанесения на них фрикционного покрьгтия ° Эластичная полоса 13 выступает 55 над опорой 3 поверхности контактного элемента, например 0,5 — 2,0 мм, направляющие ролики 5 и 6 (фиг, 7—

10) составлены из соосно расположенных относительно их оси вращения цилиндрических корпусов 16 и 17, несущих.на периферии эластичный обод 18. Эластичная основа обода 18 выполнена с переменной, относительно его середины поперечного сечения, в окружном и осевом направлениях упругостью, равной шагу t и длине ь| эластичной полосы 13 опоры 3 контакт-. ного элемента.

Например, эластичный обод 18 выполнен из резины с модулем упругос9 ти 30 — 40 кг/см, а переменность упругих свойств обеспечена за счет нанесения со стороны периферии обо-. да конусных отверстий на участках периодически изменяемой ширины с шагом t =125 мм (фиг. 9 и 10 ).

Например, конусные отверстия имеют максимальный диаметр d 10 мм, выполнены на глубине, равной (1/2 — 4/5)5 толщины обода с равномерньвл шагом Cq = 2d, Участки ах с отверстиями расположены около торцов ролика и смещены относительно друг друга на половину шага t который кратен длине окружности (ПД) обода 18. Ширина участков с отверстиями в любом поперечном сечении обода

18 в направлении линии окру:кностн составляет половину высоты ролика.

Цилиндрический корпус 16 роликов 5 и б связан с цилиндрическим корпусом ! 7 упругими элементами 19 (фиг.7 и

8), выполненными в виде пластин, При этом оси »1-наименьшей главной жесткости упругих элементов 19 развернуты в плоскости вращения роликов под одинаковым острым углом 60, равным углу расположения в плоскости вращения ленты осей наименьшей главной жесткости пластинчатых пружин 9 и 10, соединяющих опору 3 контактного элемента с его основанием 8 (фиг.ll).

Конструкция узла поджима абразивной ленты с эластичной полосой ч расположенной на заборной части опоры 3 контактного элемента, изогнутой по синусоиде в плоскости шлифования, ширина которой монотонно уменьшается до двух раз на длине ее шага t обеспечивает в момент контакта ленты с деталью периодически изменяющиеся в плоскости плифования силы с частотами f = - - и f = -- а

Ч» U„

t t ! также связанные в плоскости шлифдва ния колебания ленты с этими частотаS 125376 ми. При этом конструкция к расположение упругих элементов узлов поджима ленты и направляющих роликов 5 и 6 обеспечивают возбуждения высокочастотных вибраций ленты с частотой равной частоте И-свободных колебаний опоры 3 контактного элемента, и равной одной из высоких собственных частот ленты, а также низкочастотные поперечные перемещения ленты 10 с низшей ее собственной частотой.

При этом более высокая упругость эластичного обода 18 в середине поперечного сечения направляющих роликов 5 и 6, а также более высокий 15 коэффициент трения ленты с поверхкостью опоры 3 контактного элемента в месте расположения эластичной полосы 13 уменьшают возможность соскальзывания ленты 2 с направляю- 20 щих и ведущих роликов при ее колебаниях.

В процессе шлифования устройство используется следующим образом. 25

Опора 3 контактного элемента подведена винтовой парой 11 и 12 к аб I разивкой ленте 2 и обрабатываемой детали 4 и создает .номинальную величину натяга пластинчатых пружин 9,10 зо и ленты 2, огибающей опору 3 контактного элемента, ведущий 7 и направляющие 5,6 ролики. Например, создается натяг ленты с усилием до 6 кг на один сантиметр ширины ленты. При этом произведено сближение концов пластинчатых пружин 9,10 и их средней части с зазором 2, при котором последующее увеличение усилия Р, упругого натяга приводит к заметному умень- 40 шекию жесткости, за счет чего стабилизируется натяжение ленты и ее давление на обрабатываемую деталь и устраняется вредчбе влияние неравномерного припуска ка детали, а так- 45 же неравкомерной толщины абразивного покрытия ленты 2 ка эксплуатационные свойства ленты.

Абразивной ленте 2, охватывающей опору 3 контактного элемента, сообщают вращение со скоростью V„, например в диапазоне 5 — 15.м/с, а детали — продольную подачу со скоростью

V<, -например, в диапазоне 5-15 м/мик.

Вращаемую абразивную ленту 2 подво дят в соприкосновение с обрабатывае55 мой деталью 4, перемещающейся вдоль опорной поверхности контактного элемента. При движении детали 4 и ее давлении на заборную часть опоры 3 контактного элемекта осуществляется сжатие эластичной полосы 13, выступающей над поверхностью основной части опоры 3 контактного элемента, за счет чего возрастает давление абразивной ленты 2 на участке контакта полосы 13 и опоры 3 контактного элемента с обрабатываемой деталью 4. В момент контакта вращающейся ленты 2 с деталью 4 и ноджнма ленты на участке эластичной полосы 13,имеющей монотонно уменьшаемую до двух раз ширину в продольном направлении и синусоидальную форму возникает переменное давление ленты на деталь по ширине и длине обрабатываемого участка детали. При этом в момент врезания ленты, расположенной ка заборной части опоры 3 контактного элемента на длине L эластичной полосы 13, изменяются съем материала и сила резания с частотой f = V /g и возникают низкочастотные перемещения ленты в поперечном направлении. Одновременно в контакте нерабочей стороны ленты, не несущей абразивного покрытия, с опорой 3 контактного элемента и его эластичной полосы 13 также возникает переменное давление и изменяется в плоскости шлифования сила трения с частотой f, = V /t, равной одной из высших собственных частот ленты 2, а также равной собственной частоте опоры 3 контактного элемента, установленного на пластинчатых пружинах 9 и 10, например при V = 15 м/с и L = 125 мм с частотой и = Р-"125 Гц..

В связи с расположением каименьшеи главкой оси g -жесткости пластинчатых пружин 9 и 10 узла поджима ленты и упругих элементов 19 направляющих роликов под одинаковым острым углом 60 относительно плоскости вращения роликов и ленты, а также в связи с переменными в окружном и осевом направлениях свойствами эластичной основы ободов роликов 5 и 6, переменные силы возбуждают резонансные, связанные в плоскости шлифования в тангекциальнбм и поперечном направлекиях высокочастотные вибрации ленты 2.

Высокочастотные резонансные, связанные в плоскости шлифования вибра.ции ленты 2 максимально уменьшают

1253761 (в 3 — 4 раза) трение между л н ой и опорой 3 контактного элемента, а также снижают трение абразивного покрытия ленты с обрабатываемой деталью 4, за счет чего уменьшается 5 разрушение тканевой основы ленты и износ абразивного покрытия ленты и снижается расход абразивных лент,.

С уменьшением коэффициента трения между абразивной леытой 2 и основной частью поверхности опоры 3 контактного элемента, например, на 10 — 207 по сравнению с коэффициентом трения на участке расположения эластичной полосы 13, например, за счет введения смазки или нанесения фрикционного покрытия, повышается интенсивность колебания ленты и снижается трение ленты. с опорой 3 контактного элемента и обрабатываемой деталью 4. При этом повьипается стойкость абразивной

„ленты.

В момент контакта детали 4 с абра25 зывной лентой 2 и перемещения детали со скоростью V подачи относительФ но передней заборной части опоры 3 контактного элемента, на которой расположена эластичная полоса !З.переменной и монотонно уменьшающейся до двух раз ширины, по синусоидальному закону в поперечном направлении изменяется количество срезаемого материала и сила резания с частотой

f, = Vg/L. При этом в связи с малым 35 трением между лентой 2 и опорой 3 контактного элемента переменная сила резания вызывает периодические поперечные перемещения ленты 2 с частотой f, и амплитудой, которая не пре- 40 вышает амплитуду смещения синусоидальной эластичной полосы 13 и ее ,максимальную ширину В/2. Низкочастотные поперечные перемещения ленты, Чр 6000 45 .например, с час то той f

L 125 — 50 кол/мин, равной низшей собственной частоте ветви ленты 2, создают перекрестную кинематику движения абразивных зерен относительно обработочных рисок, интенсифицируют их сглаживание и удаление материала с обраба"ь.ваем ™ поверхности.

Поперечные перемещения ленты обеспечивают повторяемость контакта кажI дого участка ленты 2 по всей ширине шлифуемой детали 4 и равномерный съем материала и уменьшают шероховатость обрабатываемой поверхности. При этом в работе участвует в пределах ширины В опоры 3 контактного элемента полная ширина абразивной ленты 2 и обеспечивается равномерный износ абразивного покрытия ленты по ее ширине.

В момент контакта утолщенного абразивного покрытия ленты, например, в месте ее сшивки-склейки или утолщения, обусловленного отклонения толщины абразивного покрытия, полученного при изготовлении ленты, синхронно изменяется расстояние между концами упругих пластинчатых пружин 9 и 10 в узле поджима ленты, за счет чего компенсируется удлинение ленты 2 и обеспечивается посто. янное усиление натяжения ленты 2.

При этом исключается соскальзывание ленты с направляющих 5,6 и ведущего

7 роликов, Уменьшение трения между лентой 2 и опорой 3 контактного элемента обеспечивает при одном и том же усилии поджима ленты и мощности привода ее вращения повышение эффективной мощности резания и съема материала с обрабатываемой детали, а следовательно, увеличивается производительность обработки. Снижение трения, кроме того, обеспечивает существенное повышение долговечности ленты и уменьшение износа абразивного покрытия.

1253761 ре84 фиа. 3

Фиг. 5

Щиг. 6

1253761

1253761

Составитель А.Афанасьева

Техред В.Кадар

Редактор Т.Митейко

Корректор Л. Патай

Заказ 4668/17

Тираж 740

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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