Устройство для крепления шлифовального круга

 

Союз Сееетскнк

Сецнаинстнчесннк

Ресиубинк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

887140 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 300779 (23) 2802355/25-08 с присоединением заявки йо(23) Приоритет—

Опубликовано 07.1281. Бюллетень ЙЯ 45 (51)М. Кл З

В 24 В 45/00

Государственный комитет с с с р ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.924.6 (088.8) Дата опубликования описания 07. 12. 81

)

Б.И. Никулин и В.М. Рогачев

1

t

Северо-западный заочный политехнический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ШЛИФОВАЛЬНОГО

КРУГА

Изобретение относятся к области станкостроения, в частности к устройствам для крепления шлифовальных кругов.

Известно устройство для крепления шлифовального круга, содержащее упругие центрирующие элементы, размещенные на шпинделе, и упругую ценJ трирующую втулку, на которую установлен шлифовальный круг (1).

Недостатком такого устройства является малая виброустойчивость круга при шлифовании, в результате чего возникают автоколебания, оказывающие влияние на показатели обра- 15 ботки.

Целью изобретения является устранение вибрации. Это достигается тем, что упругая центрирующая втулка выполнена из двух частей, а упругие 20 центрирующие элементы выполнены в виде тарельчатых пружин с лепестками, отогнутыми под одинаковым острым углом к оси шпинделя, причем крутильно-осевая жесткость лепестков выбрана меньше крутильно-осевой и изгибной жесткости шпинделя.

На фиг. 1 изображено устройство для крепления шлифовального круга; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; 30 на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 2.

Между концом шпинделя 1 и посадочным отверстием круга 2 помещают упругораэжимные элементы 3,4, выполненные в виде тарельчатых пружин с отогнутыми под одинаковым острым углом, например под углом 30", к оси шпинделя 1 лепестками, связанными по периферии разжимными втулками 5,6. Упругости элементов 3,4 в крутильноосевом направлении выполнены меньше, например, в 1,2-2 раза радиальной, а также изгибной упругости шпинделя.

Упругое центрирование, а затем закрепление круга осуществляют при осевом перемещении гайки 7 и сжатии тарельчатых пружин 3,4. При этом концы их лепестков перемещаются в радиальном направлении и увеличивают посадочный диаметр разжимных втулок 5,6 и тем самым упруго центрируют посадочное отверстие круга 2 относительно шпинделя 1. При этом за счет отогнутых под одинаковым острым углом к оси шпиндЕля лепестков пружин 3 и 4 обеспечивают возможность упругих крутильно-осевых колебаний круга 2 относительно шпинделя

1 с низшей собственной, частотой, которая меньше, например, 1,2-2 раза

887140 (5)) "Ро+Й»2», (»2 + а(2У

)>p=P< P„3+P vz, В С ) +Рр я

Р "--С

Х 2i zyV

4 Р V 3,(„ (,р частоты свободных изгибных колебаний круга на шпинделе.

Условие повышения виброустойчивости процесса шлифования при установке и креплении круга рассмотрим на основе динамических моделей шлифования, где )И .- приведенная масса круга в направлении оси Z; CZ - изгибная жесткость шпинделя с кругом, приведенные массы упруго закрепленного круга в направлении оси у шпинделя. Круг устанавливают и упруго закрепляют на шпинделе с возможностью его упругих крутильно-осевых свободных колебаний с частотой, меньшей частот свободных изгибных колебаний. Для этого крутильно- осевая жесткость лепестков тарельчатых пружин

3,4 выполнена меньше крутильной, осевой и изГибной жесткости шпинделя. Главные оси жесткости ) и $ упругих лепестков тарельчатых пружин

3,4 поворачивают относительно осей Z и У на острый угол ю(..

В процессе шлифования, в момент контакта круга, поджатого к изделию силой Ч, возникает сила шлифования.

Р=йИ)н (1)

Она смещает круг 2 как вдоль оси так и вдоль оси у из-за упругой связанности крутильно-осевых перемещений. При этом проекции упругой

Силы на оси координат Z и У будут и Р, а на оси ) и равны:

Р ->zñÎÌ,äР391Ы, 2. ч Р СО8 ((2)

Величина перемещений будет равна (= Р„ С „=2 со м, у" уи d, ) = Р@ /С . =-2."Ь1пс(t.у соус(Ъ

1 где C и C - жесткость упругих леЧ пестков та3ельчатых пружин 3,4 в направлении главных осей g и g, Z и Уупругая их деформация с установленным кругом.

Упругие силы Р и рус учетом выражений (2) и (3) равны.

> =-С у -С Z«(4)

Я Ух где С и Су — жесткость упругих лепестков тарельчатых пружин 3,4 в

"".аправлении осей координат и у, а

С и (уу- коэффициенты, характеризующие взаимосвязанность их жесткости в этйх же направлениях.

Э процессе шлифования суммарная скорость точки контакта круга с изделием Равна

V=4(Vo1. h 9 "o+2+ у г .у где Z и У- скорости упругих колебаний круга, здесь ЧО=У,<),yV где Ч и Ч - рабочие скорости круга и изделия ° При разложении коэффициента p(V) в ряду Тейлора получим

О(Ч) =6 о(4)+И,Й + „7 Р (>

Ввведем обозначения р и. з и, Ч ((. г ч", 15 а(= Ж О", Оо, "4 Фо

2 У0 2Чо ду /о Ч 1о 2V< Ку

Ро Я» ХЫ

2 о, у, Yo

20 1Тогда проекции силы из выражения (1) обработки можно записать в виде а момент,, создаваемый тенгенциальной силой Т= (р R, где R — Радиус круга.

30 Система уравнений движения с учетом вышеизложенногс по осям 2, О и У координат при установке уравновешенного круга по предлагаемому способу примет вид

35 ФХХ С22 +р Р=О

-e+(: В+С У). р.р

I где -.7 — перемещение центра круга

= Ч + О; 2 = =Z-КЮ .

Из решения системы (7) методом баланса гармонии получим выражение а„ 4 К4 » "Фо, î I < 2 2

Из выражения (8) следует, что процесс шлифования устойчивый и автоколебания отсутствуют, если не существует одновременно Ч 7 О и Ч„ )о.

Я 2.

При установке и креплении круга в процессе шлифования периферией круга величина квадрата скорости коле60 баний в осевом направлении Ч больше нуля, тогда как квадрат скорости в изгибном направлении Ч меньше нуля.

Я.

Это показывае, что условие (8) не выполняется, следовательно процесс б5 шлифования устойчивый и существова887140 ние автоколебаний невозможно. При этом облать устойчивости расширяется, если жесткость тарельчатых пружин

3,4 и частоту свободных упругих колебаний круга на шпинделе в крутильноосевом направлении выбирают меньше до двух раз, чем в изгибном направлении.

Крепление круга в устройстве позволяет увеличить режимы обработки. за счет чего повышается производительность шлифовальной операции до двух раз.

Формула изобретения

Устройство для крепления шлифовального круга, содержащее упругие центрирующие элементы, размещенные на шпинделе, упругую центрирующую втулку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью устранения вибраций, упругая центрирующая втулка выполнена из двух частей, а упругие центрирующие элементы выполнены в виде тарельчатых пружин с лепестками, отогнутыми под одинаковым острым углом к оси шпинделя, причем крутильно-осевая жесткость лепестков выбрана меньше крутильно-осевой и изгибной жесткости шпинделя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Механизированный инструмент, 15 отделочные машины и вибраторы, Каталог-справочник М., ВНИИСМИ, 1972, с. 83.

887140

Составитель Т. Ильенко

Техред А. Бабинец Корректор A. Ференц

Редактор Л. Павлова

Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10668/3

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