Устройство для обработки тонкостенных цилиндров

 

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при изготовлении тонкостенных деталей типа цилиндров. Целью изобретения является расширение технологических возможностей. Устройство содержит корпус 1, в котором размещены внешний статор 3, а на цилиндрической консоли - внутренний статор, выполненный в виде упругого разрезного кольца с карманами. Кольцевые магниты 29 образуют газомагнитные подшипники, воспринимающие усилие резания. При запитке фазных обмоток 4 переменным током создаются вращающееся магнитное поле и крутящий момент, достаточный для обработки детали 8. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„3563843 A 1 (51)5 В 23 В 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к авто скому свидктельствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4312761/25-08 (22) 06. 10.87 (46) 15.05.90. Бюл. 9 18 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) Е.В.Пашков (53) 621.94 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К- 1171211, кл . В 23 В 1/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТОНКОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРОВ ,(57) Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при изготовлении тонкостенных деталей типа цилиндров. Целью изобретения является расширение технологических возможностей. Устройство содержит корпус 1, в котором размещены внешний статор 3, а на цилиндрической конст ли — внутренний статор, выполненный в виду упругого разрезного кольца с карманами. Кольцевые магниты 29 образуют газомагнитные подшипники, воспринимающие усилие резания. При запитке фазных обмоток

4 переменным током создаются вращающееся магнитное поле и крутящий момент, достаточный для обработки детали 8. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1563843

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при изготовлении тонкостенных деталей типа цилиндроц.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид. в разрезе на фиг. 2 — сечение Л-Л на фиг,1, на 10 фиг.3 — схема установки детали íà рабочей позиции.

Устройство содержит корпус I с цилиндрической консолью, на наружной образующей которого с помощью стакана f5, 2 установлен с возможностью осевого перемещения внешний шихтованный ста тор 3 с фазными обмотками 4 и крьнпка

, 5. В радиальных пазах 6 статора, выполненных между полостями фазных об- 2р моток и расположенных на одинаковых угловых расстояниях друг от друга, размещены подвижные в радиальном направлении шихтованные полюсные наконечники 7, на обращенных к обрабаты- 25 ваемой детали 8 поверхностях которых имеются.карманы 9 в виде канавок, параллельных оси устройства, С помощью кольцевых пружин 10 и 11 полюсные наконечники поджаты к регулируемым упо- 30 рам 12. Стакан 2 с помощью пружин 13 растяжения поджат к приводному штоку

14.

На конце консоли 15 корпуса 1 с

, помощью шпонки 16 установлены упорI ное кольцо 17 и.конус 18. Конус 18 служит для установки на нем упругого, разрезного кольца 19 переменного сечения, перемещаемого вдоль оси устройства с помощью гайки 20. От проворота кольцо 19 зафиксировано штифтом 21, входящим в паз 22, выполненным в диаметральном сечении, проходящим через прорезь 23. Переменное сечение кольца 19 получено за счет раз- 45, личной глубины прорезей 24, На наружной поверхности кольца 19 выполнены карманы 25, расположенные симметрично прорези 23. На цилиндрической части консоли 26, снабженной карманами 27, смонтирован с гарантированным радиальным зазором упор 28 в виде чашки для детали 8, отделенный от корпуса 1 и упругого кольца 17 соосно расположенными кольцевыми магнитами

>э

29 одноименные полюсы которых обращеУ ны друг к другу. Консоль, упор и магниты образуют газомагнитный двухсто.Ронний упор. Карманы 9 и 27, имеющие центральные отверстия 30 и 31, с помощью каналов 32 и 33 связаны с источником сжатого воздуха. Карманы 25 разрезного кольца 19, также имеющие центральные отверстия 34, связаны с источником сжатого воздуха с помощью упругих трубопроводов 3, одни концы которых размещены по посадке скольжения в отверстиях 36 кольца, а другие впаяны в распределитель 37 воздуха, Подача воздуха в полость 38 воэдухораспределителя обеспечивается по каналу "Э через отверстие 40.

Устройство работает следующим образом.

В момент установки обрабатываемой детали 8 диаметром D. с зазором S на разрезных кольцах 19 корпусов i смонтированных в передней и задней бабках станка (не показаны), стаканы 2, несущие внешние статоры 3 отведены с

1 помощью пружин 13 в исходное положение (от детали) . Установленная на кольцах 19 деталь под действием давления воздуха, подаваемого в карманы

25 и истекающего через зазор Sz в атмосферу "всплывает" и удерживается на воздушной подушке. То же самое происходит с упорами 28 при подаче в карманы 27 сжатого воздуха, истекающего в атмосферу через зазор S3. Подводом задней бабки обеспечивают контакт торцов детали 8 с упорами, т.е. фиксируют деталь в осевом направлении.. Создаваемые при этом осевые усилия воспринимаются радиально упорными газомагнитными подшипниками, образованными двумя постоянными кольцевыми магнитами 29, одноименные полюсы которых обращены друг к другу, что приводит к их отталкиванию друг от друга. Истекающий через зазоры S â атмосферу воздух также способствует этому отталкиванию, повышая жесткость подшипника в осевом направлении. 3атем с помощью штока 14, связанного с пневмоцилиндром (не показан), надвигают стакан 2 с внешним статором 3 на конец детали, размещенный у передней бабки, обеспечивая его расположение с зазором S по отношению к дета1 ли в месте расположения кольца 19, выполняющего функции внутреннего статора, и запитывают фаэные обмотки 4 переменным током. В результате создается вращающееся магнитное поле и в обрабатываемой детали индуктируется

ЭДС, направленная по образуюшей ци5 156384 линдра. Под действием этой ЭДС в детали возникают вихревые токи, которые, взаимодействуя с вращающимся магнитным полем, создают электромагнитные силы и вращающий момент. Направление вращения магнитного поля совпадает с требуемым направлением вращения детали, а скорость ) вращения может быть определега из выражения 10 сд= 60f/К, Р = В ср, где Ср — коэффициент нагрузки, зависящий от характеристики опоры.

Использование спаренных аэростатических опор вдвое повышает нагруэочную способность и жесткость опор, что позволяет при небольших размерах направляющих (ширине В и длине 1) вести обработку с режимами резания, обеспечивающими достаточно высокую производительность ° Наличие возможности регулировки установочных размеров nosволяет расширить технологические воэможности устройства в отношении размерного диапазона обрабатываемых деталей, а также учесть изменения размеров детали после выполнения отдельных проходов, поскольку увеличение зазора S после снятия припуска при1 водит к интенсивному снижению.величины крутящего момента и жесткости аэростатических направляющих (опор).

Использование предлагаемого устройства упрощает кинематику станка за счет устранения коробки скоростей и традиционного шпиндельного узла. Регулирование скорости вращения осуществляется бесступенчато.Охлаждение идет за счет интенсивного обдува детали и статоров с обмотками, что снижает тепловые деформации, а следовательно, полола тельно отражается на точности обработки.

М = Р/6I I.- 1. Устройство для обработки тон-костенных цилиндров, содержащее корпус с цилиндрической консолью, внешний статор с фазными обмотками и внутренний статор, а также упор для обрабатываемой детали, о т л и где f — частота питающего напряжения, К вЂ” число полюсов внешнего статора.

Величина момента М может быть найдена из выражения где PmUIcos q- полезная мощность внешнего статора,аналогичного асинхронному электродвигателю; 25

m — число фаз обмоток;

U — напряжение на обмот-ках;

I — ток на обмотках; угол сдвига между фаз- 30 ным напряжением и фазным током.

Зависимость между М и P близка к линейной, что позволяет простым способом реализовать автоматическое управление устройством.

После обработки конца детали, расположенного у задней бабки на длину

В, иа деталь надвигают статор задней бабки и вращают ее упругие закручива- 4С ния по длине, что способствует снижению уровня крутильных колебаний и повышению качества обработки. При подходе режущего инструмента к передней бабке ее статор отводят в исходное 4 положение, а деталь вращают с помощью статора задней бабки. Регулировку зазоров S в левой и правой части

1 устройства осуществляют с помощью специальных калибров-оправок, вводимых вовнутрь статоров, и регулировочных упоров 12, а зазоров S — с помощью гаек 20, перемещая кольца 19 по конусам 18.

Жесткость аэростатических опор (направляющих), образованных деталью. 8, полюсными наконечниками 7, разрезным кольцом 19 и консолью. 26, упором

28 и магнитаки 29, рассчитывается по формуле где  — ширина направляющей

1 — длина кармана, Р„ - давление воздуха в кармане, h — средняя величина зазора.

Нагруэочная способность аэростати; ческой опоры определяется предельно допустимой нормальной силой:

Формула изобретения

7 °

1з63843 а ю щ е е с я тем, что, с целью р асширения технологических возможнасФей, внешний статор установлен с возможностью осевого перемещения на на5 ружной поверхности корпуса и снабжен полюсными наконечниками, размещенными в равномерно выполненных между азными обмотками радиальных пазах с озможностью установочного перемеще- g ия, на внутренних поверхностях полюсых наконечников выполнены карманы в иде канавок, а внутренний статор выолнен в виде упругого разрезного ольца переменного сечения, установенного на цилиндрической консоли с озможностью осевого перемещения, на аружной поверхности упругого кольца

ыполнены симметрично относительно (20 (1 прорезки карманы, при этом цилиндрическая консоль снабжена осевым упором, выполненным в виде чашки, и кольцевыми магнитами, причем осевой упор установлен на консоли с гарантированным радиальным зазором, а магниты размещены между упором, корпусом и разрезным кольцбм таким образом, что их одноименные полюсы обращены друг к другу, а на цилиндрической поверхности консоли выполнены несущие карманы, 2. Усройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в карманах полюсных наконечников, разрезного I кольца и цилиндрической консоли выполнены отверстия, предназначенные для подвода сжатого воздуха. !

15б3843

Составитель Ю.Елочаннн

Редактор Л.Ревин Техред M.Õoäàíè÷ Корректор И.Мус а

Заказ 1122 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101