Привод шпинделя для вибрационного резания

 

Союз Советских

Социалистических республик 742О46 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.03.78 (21) 2595451/25-08 с присоединением заявки ¹

В 23 В 47/04

Геоударстоениый комитет (23) Приоритет по ленам изобретений н открытий

ОпУбликовано 25.06.80. Ьк>ллетень № 23

Дата опубликования описания 25.06.$0 (53) УД K 621.952..5 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Я. Рызванович, Ю. В. Янчевский, О. С. Козырев и М. И. Касаткин

Ярославски(? политехнический институт (71) Заявитель (54) ПРИВОД ШПИНДЕЛЯ ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО

РЕЗАНИЯ

Изобретение относится к металлообработке.

Известен привод шпинделя для вибрационного резания, содержащий электродвигатель и коробку скоростей, включающую преобразующий механизм, выполненный в виде кривошипного вала, связанного посредством шатуна с корпусом коромысла, несущим шпиндель (11.

Однако такой привод не изменяет амплитуду и частоту тангенциальных колебаний шпинделя во время одного цикла изменения скорости вращения шпинделя и не ускоряет процесс резания из-за разрушения целостности обрабатываемых материалов за счет ослабления связей на внутрикристаллическом уровне.

К недостаткам также относится недостаточная его жесткость, вызванная наличием большого числа шарнирных и зубчатых соединений.

Цель изобретения — создание тангенциальных вибраций шпинделя с переменной амплитудой в течение одного цикла воздействия преобразующего механизма на шпиндель.

Это достигается тем, что привод шпинделя снабжен обратным клапаном, подпружиненным лопатками с осью, причем шпиндеееь установлен эксцентрично в корпусе коромысла и на нем выполнены радиальные пазы, в корпусе коромысла — расточки, в которые соответственно установлены подпружиненные лопатки, ось и обратный клапан, а корпус коромысла и шпиндель связаны между собой системой каналов.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема предлагаемого привода шпинделя; на фиг.2— разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — графики угловой ското рости ш?ше?Деля.

Привод состоит из кривошипного вала 1, соединенного с электродвигателем, шатуна 2, кинематически связывающего кривошипный

15 вал 1 с коромыслом 3, в цилиндрической расточке которого эксцентрично помещен шпиндель 4.

Коромысло 3 при помощи шатуна 2 получает качательное движение вокруг оси 5, за20 прессованной в корпусе коробки скоростей?.

В корпусе коромысла имеется клапан 6, через который рабочая жидкость по каналам 7 и 8 циркулирует только в одном направлении.

В оси качания 5 выполнен канал 9, по кото742046

3 рому происходит подпитка полостей корпуса жидкостью от насоса. В радиальные пазы составного шпинделя 4 вставлены, например четыре подпружиненные пружиной 10 лопатки 11, 12, 13 и 14. Перепускные каналы 15 и 16 всегда разделены между собой лопатками. В соответствии расточке корпуса 17 привода расположены подшипники 18, являющиеся подвижными опорами составного шпинделя 4, части которого жестко связаны с дисками 19. Диски 19 10 служат для герметизации рабочих полостей по торцам и находятся в подвижном контакте с торцовыми поверхностями корпуса коромысла 3.

Кроме коромысла 3 в кинематической связи с шпинделем 4 находятся и другие коромысла, например коромысло 20, кривошипы которых имеют отличный по сравнению с кривоппшом 1 фазовый угол сдвига. В коническую расточку шпчнделя вставлен конус 21 с рабочим инструментом 22. 20

Когда коромысло 3 начинает совершать качательное движение вправо, в левых рабочих полостях, заключенных между корпусом коромысла и шпинделем, появляется давление и клапан 6 закрывается, т.е. рабочая жидкость запирается в этих полостях. Причем одновременно в правых полостях появляется разрежение.

В результате действия разных сил от возникmего давления на лопатки 11 и 13 нлтиндель

4 поворачивается по часовой стрелке. Когда 3о коромысло 3 совершает качание влево, давление появится в правых полостях, клапан 6 открывается и жидкость свободно перетекает из этих полостей по каналам 8 и 7 через клапаны в левые полости. Вращения пшинделя не происходит и в это время происходит подпитка рабочих полостей жидкостью по каналу.

График угловой скорости ведомого вала четырехзвенника, представленного кривошипнокоромысловым механизмом„выражается кривой, близкой к синусоиде. При наличии несколь ких таких механизмов результирующая угловая скорость ведомого вала колеблется около некоторого среднего значения, т.е. этот BRJI имеет тангенциальные вибрации.

В предложенном приводе шпинделя на обычную кинематику четырехзвенника накладывается кинематика самой конструкции шпинделя.

Поэтому при каждом рабочем цикле четырехзвенника, во-первых, будет свой График угло 5О

4 вой скорости шпинделя и = f(a), что обусловлено разным начальным объемом запертой жидкости в рабочих камерах, т.е. разным начальным положением лопаток. Во-вторых, каждый такой график имеет свои скачки, что обусловлено переключением лопаток, т.е. когда лопатка 11 с наибольшим вылетом сообщается с перепускным каналом 16, с наибольшим вылетом становится следующая по ходу лопатка 12, сдвинутая относительно предыдущей на угол

90, что приводит к новому закону движения шпинделя.

Величина и частота скачков на каждом графике в течение одного цикла от 0 до 180 регулируются положением перепускных каналов

15 и 16 и числом лопаток, что влечет за собой и изменение величины тангенциальных вибраций.

Поэтому на тангенциальные вибрации шпинделя, образованные воздействием кривошипношатунных четырехзвенников на шпиндель, накладываются тангенциальные вибрации, обусловленные гидравлической связью между корпусом коромысла и шпинделем.

Формула изобретения

Привод шпинделя для вибрационного резаwa, содержащий электродвигатель и коробку скоростей, включающую преобразующий механизм, выполненный в виде кривошипного вала, связанного посредством шатуна с корпусом коромысла, несущим шпиндель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью создания тангенциальных вибраций шпинделя с переменной амплитудой в течение одного цикла воздействия преобразующего механизма на шпиндель, привод шпинделя снабжен обратным клапаном, подпружиненным лопатками и осью, причем шпиндель установлен эксцентрично в корпусе коромысла и на нем выполнены радиальные пазы, в корпусе коромысла — две расточки, в которые соответственно помещены подпружиненные лопатки, ось и обратный клапан, а корпус коромысла и шпиндель связаны между собой системой каналов.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке

Р 2081428/25-08, кл. В 23 В 47/00, 1974.