Устройство для обработки абразивным инструментом

 

пп8785!О

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ьу (22) Заявлено 11.11.76 (21) 2422452 25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.81 (51) М. Кл."

В 24В 19, 00

Государственный комитет (53) УДК 621.924.552 (088.8) по делам изобретений и открытий (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ АБРАЗИВНЫМ

И Н СТР УМЕН ТОМ

Изобретение относится к области абразивной обработки, преимущественно криволинейных поверхностей деталей сложного профиля, и может быть использовано в энергетическом и транспортном турбомашиностроения для обработки профильных поверхностей лопаток.

Известны конструкции устройств для обработки абразивным инструментом, в которых шпиндельный узел совершает возвратно-поступательные движения вдоль оси

его вращения, которые необходимы либо для интенсификации процесса резания, либо для повышения качества обработанной поверхности. Таких устройств известно большое количество, и в них используются приводы поступательных движений шпиндельного узла различных конструкций: механические (1), (2), гидравлические (3), (4), магнитострикционные (5).

Однако все эти конструкции не обеспечивают регулирования усилия прижима инструмента к изделию.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, в котором инструмент одновременно с вращением совершает возвратно-поступательные движения вдоль оси его вращения, и, кроме того, имеется механизм прижима инструмента к обрабатываемой поверхности (6).

Недостатком этого устройства является его малая производительность, особенно при обработке сплошной поверхности, ввиду наличия только возвратно-поступательного рабочего движения абразивного инструмента.

Известное устройство может быть применено только для чистовой (безразмерной) обработки.

1р Цель изобретения — повышение производительности абразивной обработки криволинейных поверхностей в более эффективных режимах, соответствующих процессу хонингования, обеспсчивающих съем метал15 ла до 04 мм за 1 проход. При этом по сравнению с известным устройством повышается также производительность обработки за счет увеличения усилий прижима инструмента к обрабатываемой поверхности и соответствующего расширения диапазона регулирования указанного усилия.

Устройство обеспечиваст комбинированное рабочее движение инструмента относительно обрабатываемой поверхности: одновременно вращательное н возвратно-поступательное, осуществляемое по дуге; при этом инструменту сообщается постоянное усилие резания, направленное по нормали в любой точке обрабатываемой поверхности.

878510

OIIFIc1lI3 IPxloF . Ус 1Ройств» известного тем, что инструментальный шпиндель установлен в корпусе посредством введспной в устройство проме>куто н1ой втулки, на которой выполнена сферическая поверхность шаровой опоры, а мсхапнзм прижима инструмента выполнен в виде установленного в расточке, выполненной в корпусе, стакана, поджимаемого пружиной к плоскому торцу, выполненному Fi3 промежуточной втулке в плоскости, перпендикулярной оси вращения шпинделя, при этом инструментальный шпиндель связан с приводом его вращения и с приводом возвратно-поступательного движения корпуса посредством гибкого вала и шлицевого соединения.

Привод возвратно-поступательного движения корпуса выполнен в виде промежуточного вала, связанного с приводом вращения инструментального шпинделя и снабженного жестко установленнь м на нем торцевым кулачком, находящимся в контакте с толкателем, установленным шарнирно на основании, при этом корпус связан с основанием и толкателем с помощью шарнирных звеньев.

С целью расширения диапазона рсгулирования усилия прижима, стакан механизма прижима инструмента выполнен в виде поршня силового цилиндра.

На фиг. 1 изображено устройство для обработки абразивным инструментом с мсханическим регулированием усилия прижима инструмента, общий впд; lia фиг. 2— то же, с пневматическим регулятором усилия прижима, общий вид.

Устройство содержит абразивный инструмент 1, смонтированный на инструментальном шпинделе 2, свободный конец которого соединен при помощи гибкого вала 3, шлпцевого соединения, выполненного в виде шариковой муфты 4, и промежуточного вала 5, несущего закрепленный на нем торцовый кулачок 6, со шпинделем станка 7.

Шпиндель 2 установлен на шарикоподшипниках 8 в отверстии промежуточной втулки

9 с шаровой опорой, зафиксированной в опорном гнезде корпуса 10 при помощи упругого элемента с регулятором усилия прижима. При этом упругий элемент выполнен в виде стакана 11 с отверстием в торце и размещенной в нем (стакане 11) пружины 12 и регулировочной гайки 13, а корпус 10, связанный шарнирными подвесками 14 с основанием 15, закреплснным на шпиндельной бабке 16 станка, находится в постоянном контакте с торцом кулачка 6 промежуточного вала 5 через толкатель, выполненный в виде шарнирной демпфирующей тяги 17 и качающегося рычага

18, укрепленного с помощью цапф 19 кронштейна 20 на основании 15.

Стакан 11 упругого элемента имеет плоский торец, контактирующий непосредст13 с н и о с и, 1 о с к и м To p IFo M, 13 hl и ол I I еч1H ы м н а

101ароиой опоре втулки 9.

В устройстве с пневматическим регулятором усилия пригкима инструмента (фпг. 2) стакан 11 упругого элемента (фиг. 1) выполнен в виде пневмопоршня 21 с пружиной 22, сообщающегося с воздушной сетью посредством штуцера 23 через редукционный клапан (не показан).

10 Устройство работает следующим образом.

Вращение шпинделя станка 7 через промсхкуточный вал 5, шариковую муфту 4 и гибкий вал 3 передается непосредственно

)5 инструментальному шпинделю 2 с абразивным ш1струментом 1. При этом выступы торцового кулачка 6, закрепленного на промежуточном вале 5, попеременно нажимают на верхний или нижний концы кача20 ющсгося рычага 18, заставляя, таким образом, демпфирующую тягу 17 и связанный с ней корпус 10 совершать возвратнопоступатсльное движснне.

Шарнирные соединения, связывающие

25 корпус 10 с основанием 15 и тягу 17 — с корпусом 10 и рычагом 18, определяют траекторию пути, совершаемого корпусом

10 как возвратно-поступательную по дуге с радиусом, равным расстоянию между осяЗ0 мп шарнирных подвесок 14.

Так как шпиндель 2 с абразивным инструментом смонтирован во втулке 9 с шаровой опорой, зафиксированной в опорном гнезде корпуса 10 с помощью стакана 11, з5 пружины 12 и гайки 13, инструмент 1 совершает одновременно вращательное и возвратно-поступательное по дуге рабочее движение относительно обрабатываемой поверхности.

40 Устройство позволяет механизировать и автоматизировать тяжелые и малопроизводительные ручные работы по шлифовке профильных поверхностей крупногабаритных лопаток энергетических и транспорт45 ных турбомашин.

Ручная шлифовка лопаток не обеспечивает стабильных качественных результатов обработки и, кроме того, вызывает целый ряд профзаболеваний.

50 Глубина снимаемого слоя за один проход инструмента прп обработке с помощью устройства может колебаться в зависимости от обрабатываемого материала, марки абразива, скорости резания и прилегаемого

55 усилия резания в пределах от 0,01 до

0,05 мм для чистовой обработки и до

0,4 мм при режимах предварительной обработки.

Обработка криволинейных поверхностей

60 предлагаемым устройством производится в низкотемпературных режимах предварительного и чистового хонингования, что обеспечивает значительный эффект, особен-. но при изготовлении деталей из титановых сплавов, которые склонны к прижогам при

878510

55 высоких контактных температурах, свойственных процессу шлифования. При шлифовании титановых сплавов известными средствами для борьбы с браком приходится снижать режимы резания, что существенно увеличивает трудозатраты при обработке.

По варианту устройства, изображенному на фиг. 2, фиксирование втулки 9 в корпусе

10 осуществляется пневмопоршнем 21, присоединенным к воздушной сети посредством штуцера 23, через редукционный клапан, регулирующий величину давления сжатия от сети, нижний предел усилия прижима обеспечивается пружиной 22.

В устройстве по фиг. 2 по сравнению с устройством по фиг. 1 увеличение усилия прижима инструмента к обрабатываемой поверхности происходит за счет дополнительного усилия прижима, создаваемого пневмопоршнем 21.

Необходимые условия резания в режимах хонингования, а именно: окружная скорость инструмента обеспечивается числом оборотов шпинделя станка, количсство возвратно-поступательных ходов инструмента, их амплитуда и скорость — профилем торцового кулачка б, контакт инструмента с обрабатываемой поверхностью изделия — копировальным механизмом станка, постоянное усилие прижима инструмента в точке контакта его с обрабатываемой поверхностью — пружиной 12 и регулировочной гайкой 13, а по варианту устройства (фиг. 2 ) — пружиной 22 и пневмопоршнем 21.

В предлагаемом устройстве сложное рабочее движение инструмента соответствует геометрии построения обрабатываемой криволинейной поверхности.

Так, например, расчетный норматив, определенный ВПТП ЭМ на ручную шлифовку одной лопатки 5 ступени ЦНД турбины

1200 Мвт, составляет 50 н/ч, а обработка с применением предлагаемого устройства на имеющемся оборудовании составляет (по данным опытных работ, проведенных объединением «ЛМЗ», и ВТУЗ ом при Объединении «ЛМЗ») не более 15 часов, что обеспечивает снижение трудоемкости в

2 — 3 раза, т. е. на 30 — 35 часов на каждую лопатку или 2500 — 3000 и/ч на 1 турбину.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки абразивHb!M инструментом, содержащее приводной

"0

2э

Зо

40 инструментальный шпиндель, имеющий механизм прижима инструмента к обрабатываемой поверхности и установленный посредством шаровой опоры в корпусе, связанном с приводом его возвратно-поступательного движения относительно основания, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности обработки, инструментальный шпиндель установлен в корпусе посредством введенной в устройство промежуточной втулки, на которой выполнена сферическая поверхность шаровой опоры, а механизм прижима инструмента выполнен в виде установленного в расточке, выполненной в корпусе, стакана, поджав!асмого пружиной к плоскому торцу, выполненному на промежуточной втулкс в плоскости, перпендикулярной оси вращения шп!ьнделя и пересекающей сферическую поверх!!ость, при этом инструментальный шпиндель связан с приводом его вращения и с прпьодом возвратно-поступатсльи!ого дв|;жения корпуса посредством гибкого вала и шлпцсвого соединения.

2. Устройство по п. 1, о тл и ч а юще е с я тем, что пр вод возвратно-поступательного движения корпуса выполнен в виде промежуточного вала, связанного с приводом вращения инструментального шпинделя и сна бжспного жесткo установ t!eHHbr Ha нем торцовым кулачком, находящимся в контакте с толкателем, связанным с корпусом, при этом корпус связан с основанием посредством шарнирных подвесок.

3. Устройство по пп, 1 п 2, о тл и ч а ющееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования усилия прижима, стакан механизма прижима инструмента

Бь!полиси В Вп с по1 шня силового цп. !индра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США ¹ 2372088, кл. 51 — 34, опублик. 1945.

2. Патент США ¹ 3538646, кл. 51 — 34, опублик. 1970.

3. Патент США ¹ 2436466, кл. 51 — 45, опублик. 1948.

4. Патент США ¹ 2661580, кл. 51 — 34, опуолик. 1953.

5. Патент США ¹ 2968132, кл. 51 — 34, опублик. 1961.

6. Заявка № 2086409/08, кл. В 24В 19/14, 1974.

Фиг./

К ре3укаааннаму кпа пану

jg,я!, .1

/7

Оаг 2

Составитель И. Тихомиров

Редактор E. Хейфиц Техред А. Камышникова Корректоры: О. Данишева и Т. Добровольская

Заказ 1893/3 Изд. Мз 588 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений ь открытий

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

Типогпафия, пр. Сапунова, 2