Устройство для шлифования и полирования поверхностей тел вращения переменной кривизны

 

Изобретение относится к устройствам , предназначенным для механизации шлифовально-полировальных работ, и может быть применено в химическом, нефтяном, полимерном и энергетическом мапшностроении. Целью изобретения является повышение качества гали/ 45 W V/ 4Jт /J 9 У/.// «хгЩ -., .ДшР 4lf 1f f J3( 20 N 16 9 (Л oo4 O CO CD 00 I4 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А2 (5)) 4 В 24 В 5/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР А! .

)

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К ABTOPCH0MV (:ВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 4)797 4,) 7g

З7! (61) 12341 64 (21 ) 400887 О/40-08 (22) 09. 01. 86 (46) 23. 1 О. 87 . Бюл. Ы 39 (72) P. H. Фридман, Ю, Я. Фельдман, Е. Ю. Фельдман и Ф. С. 3)нусов (53) 621. 924. 6(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1234164, кл. В 24 В 5/12, 1985.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕЛ ВРМ1ЕНИЯ

ПЕРЕ1" ЕННОЙ КРИВИЗНЫ (57) Изобретение относится к устройствам, предназначенным дпя механизации шлифовально-полировальных работ, и может быть применено в химическом, нефтяном, полимерном и знергетичесе ком машиностроении. Цельк изобретения является повышение качества щли1!

34 фовально-полировальных работ при об,— работке крупногабаритных фасонных тел вращения, имеющих волнистые поверхности, и обеспечение различных режимов работы. Шлифование производится с помощью маятниковой головки„ которой сообщается дополнительное качательное движение. Одновременно с этим устройство снабжено следящим механизмом, позволяющим регулировать положение абразивного инструмента 10 перпендикулярно относительно обрабатываемого участка. Этот механизм ñîдержит звенья компенсации влияния угла поворота рычага 9 головки на изменение положения инструмента 10, которые выполнены. в виде суммирующего дифференциала, ось сателлитов которого жестко связана с эксцентриковой осью 16. Устройство снабжено датчиком 51 положения начальной плоскости расположения инструмента 10, который выполнен в виде равноплечего рычага

52 со щупами 53 на его концах. /(атчик 51 кинематически связан с цент6398 ральной шестерней 43 суммирующего дифференциала, а кинематическая связь другой центральной шестерни 40 дифференциала связана с кривошипно-шатунным механизмом дополнительного качания головки с абразивным инструментом 10 и снабжена звеньями стопорения и наладочного поворота. этой кинематической связи, выполненными в виде червячной шестерни с падающим червяком 29. Нестерня 55 установлена на оси 54 датчика 51 с возможностью поворота вместе с осью 54, перемещения вдоль нее и фиксации в положениях зацепления и холостого хода. Устройство может работать в трех режимах: без дополнительного качания абразивного инструмента 10, с дополнительным качанием инструмента и с дополнительным качанием и автоматической корректировкой положения начальной плоскости дополнительного качания нормально к обрабатываемому в настоящий момент участку поверхности иэделия.

2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для механизации шлифовально-полировальных работ, имеющих широкое применение в химичес5 ком, нефтяном, полимерном, энергетическом машиностроении, а также авиадвигателестроении, судостроении и других отраслях промышленности, и является усовершенствованием устройства по авт, св. Il - 1234164.

Цель изобретения — повышение качества обработки волнистых поверхностей путем сохранения постоянства нормальноro расположения начальной 15 плоскости дополнительного качания шлифовальной головки к обрабатываемому участку поверхности, что увеличивает износостойкость инструмента, обусловленную исключением его одно- 20 стороннего износа по ширине и необходимости периодической правки инструмента по радиусу его рабочей поверхности.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 — 25 кинематическая схема устройства.

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. с абразивным инструментом IО.

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 эксцент.риковой оси 16, смонтированной с помощью шарикоподшипников 17 на карет5 13463 ке 6. На оси 16 установлены подшипники 18, на которые насажен рычаг 9, несущий шлифовальную головку. Ocb 16 приводится во вращение относительно рычага 9 электродвигателем 19 через пару сменных шестерен 20.

Вращающийся стол 21 с индивидуальным приводом служит для установки о6- 10 рабатываемого изделия и придания ему вращательного движения. Головка с абразивным инструментом 10 жестко соединена с осью 22, перпендикулярной оси инструмента 10, расположенной по середине его ширины и параллельно оси рычага 9. Ось 22 установлена в подшипниках 23 и на втором конце снабжена кривошипом 24, который с помощью шатуна 25, регулируемого по 20 длине, например винтовой стяжки 26, соединен с кривошипом 27. Оба кривошипа выполнены с регулируемыми эксцентриситетом и предназначены для сообщения головке с инструментом 10 25 дополнительного качательного движения.

Кривошип 27 жестко соединен с телескопическим валом 28, на который 30 жестко посажена червячная шестерня с падающим червяком 29. Телескопический вал 28 имеет для компенсации осевых перемещений рычага 9 шлицевое соединение 30 и установлен в подшипниках 31, смонтированных на корпусе рычага 9. На втором конце вала 28 жестко закреплена ведомая вилка карданного шарнира 32, ведущая вилка которого жестко соединена с валом 33. На 4р валу 33 жестко закреплена коническая шестерня 34, находящаяся в зацеплении с конической шестерней 35, которая с помощью вала 36 и промежуточных шестерен 37 — 39 связана с центральной 45 шестерней 40 зубчатого суммирующего дифференциала, сателлиты 41 которого посажены на ось 42, жестко соединенную с эксцентриковым валом, Причем вторая. центральная шестерня 43 зубча- 50 того суммирующего механизма свободно посажена на оси эксцентрикового вала, Червячная шестерня с падающим червяком 29 являются звеньями стопорения и наладочного поворота кинематической связи центральной шестерни 40 суммирующего дифференциала с кривошипно-шатунным механизмом дополнительного качания инструмента 10.

98 6

Валы 33 и 36 и шестерни 39 и 40 опираются соответственно на подшипники 44, 45 и 46.

С кронштейном 47 жестко соединена ось 48, расположенная перпендикулярно рычагу 9 и несущая на конце ролик

49, входящий в направляющую 50, 6хватывающую этот ролик с двух сторон, расположенную параллельно рычагу 9 и жестко на нем закрепленную. При этом с осью 48 соосен геометрический центр карданного шарнира 32.

Датчик 51 положения начальной плоскости расположения инструмента выполнен в виде равноплечего рычага

52 со щупами 53 на концах, перпендикулярного к жестко соединенной с ним оси 54, расположенной перпендикулярно оси вращения абразивного инструмента и лежащей в одной вертикальной плоскости с осью 22 его качания. На оси 54 на шлицах установлена шестерня 55, которая находится в зацеплении либо с промежуточными шестернями

56, либо с упором 57, жестко закрепленным на рычаге 9, либо с шестернями 56 и упором 57 одновременно. Одна из промежуточных шестерен 56 жестко соединена с телескопическим валом 58, который имеет шлицевое соединение 59 и аналогично валу 28 вторым концрм соединен с карданным шарниром 60, геометрический центр которого соосен с осью 48. Далее карданный шарнир 60 жестко соединен с валом 61, на втором конце которого жестко закреплена коническая шестерня 62, находящаяся в зацеплении с конической шестерней 63, жестко соединенной с центральной шестерней 43.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемое изделие устанавливают. на стол 21 и приводят во вращение. Абразивный инструмент 10 размещают в центре обрабатываемого изделия, выставляют нормально к обрабатываемому участку при помощи. червячного колеса с падающим червяком 29 и приводят во вращение электродвигате лем 15.

Одновременно устанавливают необходимое положение груза-противовеса

11, обеспечивающее требуемое усилие прижима инструмента 1П к обрабатываемой поверхности. Контроль усилия прижима осуществляют косвенным обраг зом — по силе потребляемого тока ..

1346398 электродвигателем 15 (амперметр расположен на пульте управления), Затем включаются в работу приводы вертикального перемещения суппорта 2 на колонне 1 и горизонтального перемещения каретки 6 на 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 скорость вертикального и горизонтального перемещения оси 16 шарнира выбирают таким образом, чтобы осуществлялась заданная подача на один оборот изделия. Так как рычаг 9, несущий шлифовальную головку с режущим инструментом 10, навешен на ось 16 шарнирного подвеса с помощью подшипников

18, то в процессе перемещения оси

1 шарнира вдоль образующей изделия, абразивный инструмент за счет поворота рычага 9 на оси 16 копирует криволинейный п1зофиль обрабатываемой поповерхности.

При двккении абразивного инструмента по образующей вращающегОся изделия происходит шлифование по строкам. Если шестерня 55 находится в зацеплении с блоком шестерен 56, то по мере движения абразивного инстру— мента 10 по образующей щупы датчика положения начальной плоскости ощупывают поверхность и при наличии волнистости шестерня 55 поворачивается на определенный угол, Этот поворот передается через блок сменных шестерен 56, телескопический вал 58, шарнир 60 и вал 61 на коническую шестерню 62, которая, в свою очередь, передает изменение угла абразивного инструмента 10 относительно первоначального положения на совмещенные с дифференциалом шестерни 63 и 43 суммирующего механизма. Тем самым мы суммируем вращение оси сателлитов с дополнительным поворотом шестерни

43, вследствие чего абразивный инструмент повернется в плоскости нормально к обрабатываемому участку.

При этом, т.е. когда шестерня 55 находится в зацеплении с блоком шестерен 56, падающий червяк 29 должен быть поднят и выведен.из зацепления с червячной шестерней . В случае, ес ли шестерня 55 находится в зацеплении одновременно с шестернями 56 и с

/ упором 57 — кинематическая цепь вра5

40 ф5

55 щения оси 54 валов 58 и 61 и шестерен 62 и 63 з астопорена и при расцепленных падающем червяке 29 и его червячной шестерне устройство работает так же, как устройство с дополнительным качанием инструмента. Если же шестерня 55 выведена из зацепле/ ния с шестернями 56 и упором 57, а падающий червяк 29 введен в зацепление с червячной шестерней, то устройство работает без дополнительного качания абразивного инструмента. Ири этом кинематическая цепь: шестерни

43, 63 и 62, валы 61 и 58 и шестерни

56 вращается вхолостую.

Таким образом, устройство может работать в трех режимах:без дополнительного качания абразивного инструмента, с дополнительным качанием инструмента и с дополнительным качанием инструмента и автоматической корректировкой положения начальной плоскости дополнительного качания нормально к обрабатываемому в настоящий момент участку поверхности изделия. Дополнительные качания осуществляются совместно с качанием рычага 9 в плоско- сти вращения инструмента.

При этом надо иметь в виду, что в то же время, когда шестерня 55 находится в одновременном зацеплении с промежуточными шестернями 56 и упором 57, падающий червяк 29 должен быть выведен из зацепления с червяч<=.oé шестерней, и наоборот, при падающем червяке, введенном в зацепление с червячной шестерней, шестерня 55 не должна зацепляться с упором 57.

Только при этом условии может быть подана команда на включение электродвигателя 19, что обеспечивается электроблокировками (не показано).

Падающий червяк кроме стопорения вала 28 может устанавливать плоскость вращения инструмента под необходимым углом, например, при обработке наклонных поверхностей без дополнительного качания инструмента. При включении привода вращения эксцентриковой оси !6 последняя, вращаясь относительно рычага 9 в подшипниках 17, заставляет рычаг со шлифовальной головкой и абразивным инструментом совершать качательные движения в плоскости вращения абразивного инструмента. При этом нлифовальный инструмент 1 О,,качаясь в плоскости своего вращения и сошлифовывая металл с обрабатываемой

1346398

10 поверхности, одновременно за счет поворота рычага 9 на подшипниках 18 обкатывается по криволинейной образу-. ющей в пределах удвоенной величины амплитуды качания ° В результате та5 ких качательных движений инструмента увеличивается ширина каждой строки и уменьшается высота остающихся межстрочечных гребешков, ч-о позволяет повысить производительность шлифования, а также улучшить качество обработанной поверхности.

Одновременно с качательным движением в плоскости своего вращения абразивный инструмент 10 совершает качательные движения вокруг оси, перпендикулярной оси его вращения, расположенной по середине ширины инструмента и параллельно рычагу подвеса.

Это обеспечиваетоя тем, что при вращении эксцентрикового вала жестко соединенная с ним ось 42 заставляет сателлиты 41 обкатываться по центральной шестерни 43 суммирующего зуб- 25 чатого конического дифференциала. От сателлитов 41 вращение передается центральной шестерни 40, которая будет вращаться со скоростью, вдвое большей скорости эксцентрикового вала. Далее вращение передается через сменные шестерни 39, 38, 37, вал 36 и конические шестерни 35 и 34 валу

33, а от него через карданньй шарнир

32, телескопическому валу 28 со шлицевым соединением 30. Вал 28 вращает кривошип 27, который через шатун

25 передает качательные движения кривошипу 24, соединенному с осью 22, благодаря чему абразивный инструмент 40

10 получает качательные движения вокруг оси, перпендикулярной оси его вращения, т.е. оси 22.

Вследствие того, что эксцентриковый вал сообщает рычагу 9 сложные ка- 45 чательные движения, составляющей которых являются и поступательные движения, на рычаге 9 закреплена направляющая 50, охватывающая, ролик 49, которая обкатывается по нему, обеспечивая как поступательное, так и качательное движение рычага 9 относительно кронштейна 47.

В процессе работы рычаг 9 всегда параллелен валам 28 и 58, но не параллелен валам 33 и 61, и изменяет свое положение относительно последних. формула изобретения

1. Устройство для шлифования и полирования поверхностей тел вращения переменной кривизны по авт. св.

Р 1234164, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества обработки волнистых поверхностей путем сохранения постоянства нормального расположения начальной плоскости дополнительного качания шлифовальной головки к обрабатываемому участку поверхности, устройство снабжено датчиком, выполненным в виде равноплечего рычага со щупами íà его концах, жестко посаженным на оси, перпендикулярной шпинделю вращения абразивного инструмента и кинематически связанной одним концом с центральной шестерней суммирующего дифференциала, вторая центральная шестерня которого кинематически связана с механизмом дополнительного качания головки с абразивным инструментом.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения различных режимов работы, / кинематическая связь датчика с одной из центральннх шестерен суммирующего дифференциала снабжена звеньями, прерывающими эту кинематическую связь и звеньями стопорения центральной шес" терни, причем кинематическая связь другой центральной шестерни дифференциала связана с кривошипно-шатунным механизмом дополнительного качания головки с абразивным инструментом и снабжена звеньями стопорения и наладочного поворота этой кинематической связы.

3. Устройство по и. 2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что кинематическая связь между центральной шестерней дифференциала и датчиком выполнена в виде конической зубчатой передачи, одна шестерня которой спарена с укаэанной шестерней дифференциала, а другая через кинематические звенья связана с осью качания датчика через шестерню, установленную на оси с возможностью поворота вместе с осью перемещения вдоль нее и фиксации в положениях зацепления и холостого хода, при этом звенья стопорения и наладочного поворота кинематической связи другой центральной шестевни суммирующего дифференциала с

1346398

Составитель А. Шутов

Редактор А. Шишкина Техред JI.Îëèéíûê . Корректор С. Шекмар

Заказ 2756 Тираж 662 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 кривошипно-шатунным механиз мом дополнительного качания головки с абразивным инструментом выполнены в виде червячной шестерни с падающим червяком, установленными в любом месте этой связи.