Устройство для обработки ограниченных цилиндрических поверхностей

 

-1

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0501.76 (21) 2310240/08 с присоедииеиием заявки %(23) Приоритет (43) Опубликовано 050677,Бюллетень ¹21 I (45) Дата опубликования описания 28.1277.

Союз Соеетскнх

Соцналнстнческнх

Республнк (11) 560734 (51) М. Кл.

B 24 B 5/06 т ЮЦМР4т4444м1 %4арт4т

6444та И4444тр44 CCCP вв д44аа 4444р4Т4444

4 4ткрвт4(( (53) УЛК 621 ° 923,5 (088.8) (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя Б. В. Бирин, И. К. Воробьев, П. A. Давыдов, Л. И, Ицконич и В, Я. Николаев (71) Заявитель Центральное проектно- конструкторское бюро механизации и автоматизации (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОГРАНИЧЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к чистовой абразивной обработке ограниченных труднодоступных цилиндрических поверхностей и может быть применено на металлообрабатывающих предприятиях, на- 5 пример, для обработки шлицевых отверстий, а также при изготовлении штампов и пресс-форм. известно устройство для обработки ограниченных цилиндрических поверх- 10 костей, в котором инструменту (абразивному,бруску) сообщают линейные колебания вдоль оси обрабатываемой поверхности и угловые колебания вокруг той же оси (1). I5

Устройство содержит кривошипный вал, на кривошипной части которого при помощи сферического подшипника шарнирно закреплен шатун, соединенный посредством поступательной пары с X полэуном, несущим инструмент и имеющим воэможность совершать укаэанные колебания относительно оси, перпендикулярной оси вращения криношипного вала. При работе устройства каждая 25 точка рабочей поверхности абразивного бруска совершает движение по замкнутой криволинейной траектории, описанной на обрабатываемой цилиндрической поверхности,. вследствие того. что 30 ось обрабатываемой поверхности совпадает с осью колебаний инструмента рабочая поверхность инструмента имеет кривизну, одинаковую с кривизной обрабатываемой поверхности; линейные и Угловые колебания инструмента кннематически связаны.

Геометрические параметры указанной траектории зависят от величины эксцентриситета кривошипной части недущего вала, от расстояния между цент. ром сферического подшипника и осью колебаний инструмента, а также от радиуса кривизны обрабатываемой поверхности.

Недостатками известного устройства являются отсутствие, возможности регулирования амплитуды линейных и угловых колебаний инструмента, вследствие чего устройство не универсально и не обеспечивает подведения инструмента к ограничивающей поверхностит отсутствие балансировки механизма, иэ-эа чего ограничена скорость резания и, следовательно, производительность обработки, а возникающие вибрации снижают геометрическую точность обрабатываемой поверхности.

Цель изобретения — обеспечение универсальности устройства путем ре560734 гулирования амплитуды линейных и угловых колебаний инструмента, повышение производительности и точности обработки путем уравновешивания переменного вращающего момента, возникаю. щего от угловых колебаний с высокой скоростью. ,Пля этого в предлагаемом устройстве шарнирное соединение шатуна с кривошипным,валом образовано иэ двух взаимно закрепленных кинематических пар: вращательно-поступательной пары, осью которой является кривошипная шейка, .и вращательной пары с осью, параллельной оси колебаний ползуна, а соединение шатуна с полэуном выполнено регулируемым, например шлицевым, с наличием .фиксатора положения шатуна относительно полэуна, причем кривошипиый вал выполнен составным с воэможностью изменения эксцентриситета @ кривошипной шейки.

Кроме того в устройство введены две пары противовесов, одна иэ которых размещена, на коренной части кривошипного вала, вторая — на дополни- М тельном валу, ось котс рого параллельна оси кривошипного вала и пересекает ось колебаний олзуна, соединенном с кривошипным валом одноступенчатой зубчатой передачей, причем центры масс 3( противовесов на каждом валу расположены под углом 180, а при крайних по ложениях полэуна в осевом направлении центры масс всех противовесов расположены в одной плоскости с относитель- % ным сдвигом пар на 180 .

На чертеже изображена принципиаль ная кинематическая схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит иэ корпуса 1„ s щ котором смонтированы ведущий кривошипный вал 2 и полэун 3, соединенные шатуном 4. Ось колебаний полэуна 3 перпендикулярна оси вращения кривошипного вала 2 и пересекает ее. Вал 2 выпол- @ нен составным: кривошипная шейка 5 снабжена фланцами 6 и 7 с зубцами на торцовых поверхностях. Аналогичными фланцами 8 и 9 снабжена коренная часть вала,2. Шатун 4, выполненный полым, @ смонтирован на кривошипной,шейке 5 при помощи ширнирного соединения, состоящего as вращательна-поступательной пары 10, осью которой является вращательной napa< 11, параллельной оси колебаний полэуна 3.

Соединение шатуна 4 с ползуном 3 выполнено с воэможностью регулирования расстояния между осью .пары 11 и осью колебаний ползуна 3, например шлицевым. В качестве фиксирующего элемента ®

12 используется, например, стопорный винт.

Ползун 3, установленный в направля ющих втулках 13 и 14, снабжен головкой 15, в которой размещен инст рументо-66 держатель 16, соединенный с корпусом головки 15 регулировочным винтом 17.

В инструментодержателе 16 укреплена оправка 18 с абразивным бруском 19.

Цилиндрическая поверхность 20 бруска

19 является обрабатывающей.

Параллельно валу 2 в корпусе 1 смонтирован дополнительный вал 21,ось которого пеРесекает осЬ колебаний полэуна 3. Валы 2 и 21 соединены одноступенчатой передачей, состоящей из косозубых цилиндрических колес 22 и

23 с равным числом зубьев. На валах

2 и 21 размещены две пары противовесов: противовесы 24 и 25 укреплены на валах неподвижно, а противовесы

26 и 27 — с возможностью перемещения вдоль валов и снабжены фиксирующими элементами 28 и 29.Противовесы 24 и

26 размещены на валу 2 так, что их центры масс расположены под углом 180

Аналогичным образом размещены на валу

21 противовесы 25 и 27 ° Пары противовесов 24-26 и 25-27 расположены друг относительно друга так, что при крайних положениях ползуна 3 (в осевом направлении) центры масс всех противовесов находятся в одной плоскости с относительным сдвигом пар противовесов на 180

На коренной части вала 2 размещены противовесы 30 и 31 служащие для уравновешивания сил инерции, действующих в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала 2. Для этого центр масс подвижных звеньев (ползуна 3, головки 15 с инструментом 19, шатуна 4 и кривошипной шейки 5) конструктивно приведен в точку пересечения осей кривошипной шейки 5 и вращательной пары 11.

При вращении ведущего кривошипного вала 2 полэун,3 с инструментом 19 получает от шатуна 4 одновременно линейные колебания вдоль оси, параллельной образующей цилиндрической поверхности обрабатываемой детали 32, и угловые колебания вокруг той же оси, в Резуль тате чего каждая точка абразивного инструмента 19 описывает симметричную замкнутую криволинейную траекторию, расположенную на цилиндрической поверхнбсти.

В процессе работы устройства в шарнирном соединении шатуна 4 с кривошипной.шейкой 5 происходит следующие перемещения звеньев соединения: вращение шейки 5, линейные перемещения шатуна 4 с наружной частью пары 10 вдоль оси шейки 5 и угловые перемещения шатуна 4 вокруг оси вращательной пары 11. уравновешивающая система работает следующим образом.

Пары противовесов 24-26 и 25-2 r соэ дают суммарный момент сил инерции в плоскости, перпендикулярной оси коле560734 баний полэуна 3. Указанный момент сил инерции изменяется по синусоидальному закону. Наименьший (нулевой) вращающий момент от ускорения угловых колебаний подвижных звеньев создает8 ся в крайних положениях чолэуна.3 (в осевом направлении). Такое положе.ние показано на чертеже. При этом моменты сил инерции пар противовесо;

24-26 и 25-27 взаимно уравновешиваются, т.е. их сумма равна нулю.

Наибольший вращающий момент подвижных звеньев возникает в крайних угловых положениях полэуна 3 (при повороте ведущего вала 2 на 90 относительно положения, указанного на черте же) . При этом моменты сил инерции пар противовесов имеют одинаковые направления, а их сумма максимальна, так как центры масс всех противовесов расположены н плоскостях, перпендику- 20 лярных оси колебаний ползуна 3. Созда ваемый противовесами 24, 25, 26 и 27 суммарный момент сил инерции равен по неличине вращающему моменту подвижных звеньев вокруг оси колебаний пол- 25 эуна 3 и противоположен ему по направлению.

Противовесы 30 и 31 создают суммарную силу инерции, равную силе инерции подвижных звеньев. 30

Настройка устройства заключается в регулировке амплитуд линейных и угловых колебаний ползуна 3 и регулировке уравновешивающей системы. Регулировка амплитуды линейных колебаний осу-)5 шествляется сдвигом кривошипной шейки

5 .относительно оси вала 2, т.е. изменением величины эксцентриситета.

Для этого фланцы 6 и 7 криношипной шейки 5 выводятся иэ зацепления с флан-)0 цами 8 и 9 коренной части вала 2 и перемещаются на требуемое количества зубцов.

Регулировка амплитуды углоных колебаний производится перемещением шатуна 4 относительно полэуна 3 вдоль оси кривошипной шейки 5, т.е. изменением расстояния между осью колебаний ползуна 3 и осью вращательной пары 11.

Благодаря шлицевому соединению шатуна 4 с ползуном 3 обеспечивается параллельность указанных осей (полэуна

3 и вращательной пары 11). После регулирования положение шатуна 4 относительно ползуна 3 фиксируется элементом 12..

Регулировка уравновешивающей системы производится в две стадии: установка на валу 2 противовеса 30 и 31 требуемой массы и размеров, создаюших, уммарную силу инерции в зависимости

6О от величины смещения кривошипной шейки 5 относительно оси вала 2; перемещение на валах 2 и 21 притивовесон 26 и 27 и фиксирование их элементами 28 и 29 н положении,при котором уравнове-.66 шиваются переменные по величине и направлению вращающие моменты подвижных звеньев, нозникаюцие при сообШении ползуну 3 угловых колебаний с высокой скоростью.

Предлагаемая конструкция соединений шатуна 4 с кривошипной шейкой 5 ведущего вала 2 и ползуном 3, а также выполнение ведущего криношипного вала 2 составным позволяют регулировать величины амплитуд линейных и угловых .колебаний ползуна 3 с инструментом 19. Примененная в устройстве уравновешивающая система обеспечивает возможность его работы с высокой скоростью и предотвращает возникновение значительных вибраций, благодаря чему-достигается повышение производите ности и точности обработки.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки ограниченных цилиндрических поверхностей, на ведущем кривошипном валу которого шарнирно смонтирован шатун, соединенный с ползуном, несущим абразивный инструмент, и совершающий линейные колебания вдоль оси, перпендикулярной и пересекаюцей ось вращения кривошипного нала, и угловые колебания вокруг той же оси, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения универсальности устройства, оно снабжено дополнительным валом, ось которого параллельна оси кривошипного вала и пересекает ось колебаний ползуна, соелиненным с кривошипным валом зубчатой передачей, при этом соединение шатуна с кривошипным валом выполнено в виде кинематически связанных вращательнопоступательной и вращательной пары, а соединение шатуна с ползуном выполне но шлиценым с возможностью фиксации и<.ложения шатуна относительно ползуна.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью возможности изменения эксцентриситета кривошипной шейки, кривошипный вал выполнен составным.

3, Устройтсно по и. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности обработки, оно снабжено двумя парами противовесов, одна иэ которых устанонлена на кривошипном валу, а другая — на дополнитель ном, причем центры масс противовесов на каждом валу расположены под углом

)80, а при крайних положениях полэуна н осевом направлении центра масс всех противовесов расположены в одной плоскости, относительным сдвигом тар на 180

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

Авторское свидетельство 9395236, В 24 В 5/06, 1971 °

560734

ff

Составитель В. щербаков

Техред М.Келемеш Корректор С.Гараснняк лактор И. Бродская

Филиал ППП Патент . r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаs 1505) 129 Тирам 1084 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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