Устройство для обработки плоских поверхностей вибронакатыванием

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 B 24 В 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

i) (! 90 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЯМА

4 (л)

° Ь

) О CO

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841517/27 (22) 21.06.90 (46) 23.05.92. Бюл. N 19 (71) Научно-производственное объединение

"НОРД" (72) В.В.Арефьев, А.Э,Алиев, В.Н.Таламанов и Ю.Е.Петренко (53) 621,923.77 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 209507, кл. В 24 В 39/00, 1967, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВИБРОНАКАТЫВАНИЕМ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов давлением. Цель изобретения — повышение точности, Устройство имеет корпус, содер„„. Ж„„1734989 А1 жащий плату, державку, стакан. В стакане размещены кольца, а также резиновая подложка и каретка. В кольцах выполнены направляющие. Одно кольцо имеет сегментные опоры, установленные на призме, выполненной в подвижном кольце. Каретка снабжена внутренней полостью, заполненной виброгасящим материалом. В нем зафиксирована накатная головка, которая через цапфы связана шатуном 14 с эксцентриковым механизмом 16. Последний снабжен возможностью регулирования эксцентриситета е. Головка имеет деформи-. рующий элемент, При вибронакатывании каретка совершает осцилляционное движение по направляющим. Вибрации, возникающие вследствие контакта

1734989 деформирующего элемента с обрабатываемой поверхностью и трения в шариковых направляющих, не суммируются, а локализуются изолирующей средой в виде материала, который к тому же их поглощает, Аналогичную функцию виброгасителя выполняет люфтовыбирающая подложка, Предлагаемое устройстИзобретение относится к станкостроению, технологии машиностроения и приборостроению и предназначено для образования регулярных микрорельефов (PMP) на плоских поверхностях вибронакатыванием.

Известно устройство к вертикальнофрезерному. станку для обработки плоских поверхностей вибронакатыванием, содержащее корпус, установленную на шариках горизонтальную каретку с накатной головкой и связанный с ними приводной эксцентриковый механизм.

Недостатки данного устройства заключаются в том, что вибрации, создаваемые работой эксцентрикового механизма, а также непостоянством усилия трения в направляющих корпуса и каретки и при контакте инструмента с обрабатываемой поверхностью, приводят к искажению теоретического профиля границ синусоидальной канавки, вследствие чего снижаются (особенно на поверхностях большой протяженности) точность и стабильность воспроизводимого PMP. Применение станков с ЧПУ способствует повышению точности и стабильности процесса вибронакатывания. Однако достигнутый эффект может быть значительно повышен путем снижения дестабилизирующего воздействия на процесс указанных вибраций. Последние не позволяют обеспечивать технологически создание PMP без отклонений от расчетных значений параметров режима составленной программы, получить методом вибронакатывания PMP с плотностью более 9 — 12 элементов на 1 мм . Что же

2 касается создания мелкоячеистых PMP виброударным методом, то он не пригоден для обработки протяженных поверхностей изза резкого снижения стойкости инструмента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обработки плоских поверхностей вибронакатыванием, содержащее корпус и эксцентриковый механизм, сообщающий через во позволяет снизить дестабилизирующее воздействие вибраций на направляющие корпуса и каретки, а также на деформирующий элемент. Кроме того, устройство позволяет расширить технологические возможности метода вибронакатывания при его осуществлении на станках с ЧПУ, 4 ил. шатун осцилляционное движение накатной головке, размещенной симметрично на вертикальной каретке, которая установлена на шариках, расположенных в верхних и ниж5 них направляющих корпуса, иэ которых верхние выполнены самоустанавливающимися в процессе обработки за счет поворотов во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Данное устройство за счет самоустанав10 ливания накатной головки обеспечивает последней более плавное перемещение в процессе обработки, Однако оно имеет недостатки, которые заключаются в том, что повороты верхних направляющих корпуса, 15 воспринимающих усилие вибронакатывания, приводят к отклонению траектории движения инструмента от расчетной синусоиды, оказывают ударное воздействие на нижние направляющие корпуса, вызывая

20 вибрации. В результате снижаются точность и стабильность воспроизводимого

PMP.

Цель изобретения — повышение точности регулярного микрорельефа путем сни25 жения вибраций направляющих.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для обработки плоских поверхностей вибронакатыванием, содержащем корпус, накатную головку с деформирую30 щим элементом и каретку, установленную на шариках, расположенных в верхних и нижних направляющих, одни из которых выполнены самоустанавливающимися, связанную шатуном с механизмом осцилляци35 онного движения, в каретке выполнена внутренняя полость с виброгасящим материалом, при этом устройство снабжено стаканом с верхним и нижним посадочными кольцами, виброгасящей подложкой, а на

40 накатной головке выполнены цапфы, при этом накатная головка установлена в полости каретки и связана с выполненным в виде вилки шатуном упомянутыми цапфами, а верхние и нижние направляющие размеще45 ны симметрично оси стакана в соответственных посадочных кольцах, причем верхние направляющие установлены неподвижно, а нижние выполнены самоуста1734989

55 навливающимися и подпружинены к каретке виброгасящей подложкой, На фиг. 1 изображено устройство для обработки плоских поверхностей вибронакатыванием, общий вид; на фиг, 2 — сечение

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — нижние направляющие, выполненные в кольце; вид Б на фиг.3; на фиг.4- нижнее посадочное кольцо.

Устройство содержит корпус, состоящий из платы 1, резьбовой державки 2, стакана 3. Державка 2 предназначена для крепления устройства к шпиндельной бабке вертикально-фрезерного станка с ЧПУ. В стакане 3 размещены кольца 4 — 6, а также кольцевая подложка 7 из резины и каретка

8, Верхнее кольцо 4 и нижнее 6 являются посадочными. Верхнее установлено неподвижно, а нижнее за счет минимального гарантированного зазора выполнено подвижным, B кольце 4 выполнены верхние, а в.кольце 5 нижние V-образные направляющие. Под направляющими кольца 5 имеются выступы, представляющие сегментные опоры 9 с единым радиусом обката R (фиг. 3).

Кольцо 6 снабжено наклонными диаметральными пазами, образующими призму с гранями 10 (фиг. 4). На них с возможностью поворота (за счет скольжения) вокруг центра радиуса R опираются сегментные опоры

9. Их смещение по ширине относительно пазов с гранями 10 предотвращено тем, что в них размеры В выполнены посадочными.

Лежащая на дне стакана 3 кольцовая подложка 7 из резины обеспечивает виброгашение и выборку люфтов в шариковыхнаправляющих, даже в случае их выработки.

Каретка 8 снабжена внутренней полостью, заполненной виброгасящим материалом 11, например эпоксидным компаундом УП—

532/11 ОСТ5.8224 — 81. В нем симметрично каретке зафиксирована накатная головка

12, цапфы 13 которой выведены наружу и шатуном 14 соединены с расположенным в кронштейне 15 эксцентриковым механизмом 16, Последний снабжен устройством для регулировки эксцентриситета е и шаговым двигателем (не показаны). Соединение напрямую накатной головки 12 с эксцентриковым механизмом 16 уменьшает при вибронакатывании вибрации накатной головки, так как уравновешивает реакции в верхних более нагруженных, чем нижние, опорах каретки и корпуса. Давление деформирующего элемента 17 накатной головки 12 на плоскую поверхность регулируется сжатием тарированной пружины 18 с помощью винта 19.

Устройство работает следующим образом.

При вибронакатывании эксцентриковый механизм 16 сообщает каретке 8 осцилляционное движение по верхним и нижним направляющим, расположенным на кольцах

4 и 5 стакана 3. При этом усилие обработки поджимает каретку 8 к верхним направляющим кольца 4, а упругая подложка 7 поджимает нижние направляющие кольца 5 через кольцо 6 к каретке 8, Вибрации, возникающие вследствие контакта деформирующего элемента 17 с обрабатываемой поверхностью и вследствие трения в шариковых направляющих, не суммируются, а наоборот, локализуются изолирующей средой в виде материала 11, который к тому же их поглощает. Аналогичную функцию виброгасителя выполняет люфтовыбирающая подложка 7.

Нижние направляющие в кольце 5 имеют три степени свободы: качание на сегментных опорах 9 относительно горизонта; поворот вокруг оси вращения стакана 3 на базе кольца 6; перемещение вдоль оси вращения стакана 3 на базе кольца 6, Это обеспечивает правильную установку каретки по верхним и нижним шарикам и свободу ее горизонтального перемещения без ударных нагрузок на направляющие.

При этом выполнение верхних направляющих неподвижными, а нижних самоустанавливающимися и размещение их на посадочных кольцах в стакане устраняет искажения, привносимые с эффектом самоустанавливания в синусоидальную траекторию движения деформирующего элемента 17 по обрабатываемой поверхности.

Изготовлен экспериментальный образец заявляемого устройства, установленного на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ, С его помощью по управляющей программе на экспериментальные направляющие с размерами 500х20 мм нанесен PMP с расчетной плотностью 15 элементов на 1 мм .

Контроль, осуществлявшийся их подсчетом на микроскопе УИМ-21, подтвердил соответствие изделия расчетным параметрам программы.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет: снизить дестабилизирующее воздействие вибраций на направляющие корпуса и каретки, а также на деформирующий элемент и, тем самым, повысить точность и стабильность воспроизводимого накатной головкой РМР; устранить искажения, привносимые с эффектом самоустанавливания в синусоидальную траекторию движения деформирующего элемента по обрабатываемой поверхности; расширить технологические возможности как метода вибронакатывания, так и станков

1734989 с ЧПУ за счет их совместного использования и не только программировать, но и технологически обеспечивать создание РМР с плотностью более 12 элементов на 1 мм на

2 поверхностях большой напряженности, Формула изобретения

Устройство для обработки плоских поверхностей вибронакатыванием, содержащее корпус, накатную головку с деформирующим элементом и каретку, установленную на шариках, расположенных в верхних и нижних направляющих, одни из которых выполнены самоустанавливающимися, связанную шатуном с механизмом осцилляционного движения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности регулярного микрорельефа путем снижения вибраций направляющих, в каретке выполнена внутренняя полость с виброгасящим материалом, при этом устройство снабжено

5 стаканом с верхним и нижним посадочными кольцами, виброгасящей подложкой, а на накатной головке выполнены цапфы, при этом накатная головка установлена в полости каретки и связана с выполненным в виде

10 вилки шатуном упомянутыми цапфами, а верхние и нижние направляющие размещены симметрично оси стакана в соответственных посадочных кольцах, причем верхние направляющие установлены не15 подвижно, а нижние выполнены самоустанавливающимися и подпружинены к каретке виброгасящей подложкой.

1734989

Составитель В. Арефьев

Редактор Н. Лазоренко Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л. Бескид

Заказ 1774 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

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

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