ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФРЕЗЕРНО-ШЛИФОВАЛЬНАЯ МАШИНКА Российский патент 1995 года по МПК B24B23/00 

Изобретение относится к механизированному инструменту для обработки методами торцового фрезерования или шлифования плоских, а также сложных типа наружных или внутренних сферических поверхностей из ряда видов пластмасс и других материалов, в том числе и из их специальных видов, инкрустированных в более твердую основу.

Область применения изобретения это различные отрасли промышленности и производства, связанные с применением подобного типа инструмента.

Для большинства пневматических машинок с вращательным движением шпинделя (вала) принципиальная схема включает в себя: пускораспределительную систему, ротационный пневмодвигатель, редуцирующий механизм, инструмент.

Подобную схему имеют машинки-аналоги: РС-22; РС-32; ИП 1016; ИП 1103; РМС60; СПМ-115; МС-15; И-34 A, а также машинка ФМП, принятая за прототип (по функциональному назначению), которая предназначена для обработки фрезерованием кромок, пазов, скосов и предполагает работу концевыми фрезами, в основном, цилиндрической поверхностью инструмента.

Анализ всех пневматических машинок выявил закономерность, при которой малая частота вращения на выходе, когда n должно составлять 300.400 мин^-1, достигается двумя способами:
а) при малых до N 0,25 л.с. и средних до N 0,8 л.с. мощностях пневмодвигателей, имеющих значительную частоту вращения: n 20000.13000 мин^-1, редуцирование частоты осуществляется посредством двух (трех) ступенчатых планетарных редукторов с внешним зацеплением. В результате применения таких механизмов редуцирования передаточное число находится в предела И ≅40.45.

Сами же устройства по этой причине имеют малые диаметры корпусов и значительные их длины, превосходящие диаметры в несколько раз.

Подобный тип механизмов редуцирования применяется в сверлильных, резьбонарезных, завертывающих машинках, в пневматических отвертках и т.д.

Во всех этих машинках в процессе эксплуатации усилие подачи инструмента направлено вдоль его оси. Здесь, большая длина устройств не оказывает влияния на удобство обращения, поэтому значительная часть таких машинок снабжена рукоятками, сопряженными с цилиндрическими корпусами, предназначенными для удобства удержания и управления потоком.

б) При значительных мощностях двигателей: N 1 л.с. и выше, но при меньших частотах вращения на выходе, когда n8500.5700 мин^-1, редуцирование оборотов осуществляется двумя способами одновременно:
1) Уменьшением частоты вращения ротора двигателя, путем изменения расхода воздуха посредством центробежного регулятора числа оборотов. Первая ступень редуцирования в этом случае U₁ ≈2.3.

2) Вторая ступень изменения чисел оборотов достигается применением одно-двух ступенчатого механизма редуцирования, при котором передаточное число принимает значение: И₂ ≈6.8. Для подобного рода устройств общее передаточное число ИИ₁˙ И₂ ≅25.

В результате снижения расхода воздуха снижается и мощность, поэтому здесь необходим выбор пневмодвигателя с запасом по мощности. Таким образом, в устройствах не используется полный ресурс мощности, в связи с чем они имеют меньший КПД.

Завышение мощности двигателя ведет в свою очередь к увеличению его размеров, растут масса и габариты устройства в целом.

Торцовое фрезерование (шлифование) по указанной схеме сопровождается приложением усилия подачи, направленным перпендикулярно к оси вращения устройства, при этом точка приложения усилия должна быть приближена к обрабатываемой поверхности, т.е. высота устройства должна быть сопоставима с его поперечными размерами (диаметром).

В предложенном устройстве достигнутый технический результат, заключающийся в возможности обработки торцовым фрезерованием или шлифованием наружных, внутренних сферических или плоских поверхностей изделий из ряда видов пластмасс с полным использованием ресурса мощности пневмодвигателя и с обеспечением при этом эксплуатационных удобств, выражающихся в малогабаритности машинки, с соотношением ее размеров, как 1:1 0,8.1 достигается следующим путем.

В качестве механизма редуцирования взамен двух (трех) ступенчатого планетарного редуктора с внешним зацеплением, или системы, состоящей из центробежного регулятора скорости, а так же из одного (двух) ступенчатых редуцирующих механизмов, применен принципиально отличный механизм редуцирования с восприятием функций его отдельных элементов элементами конструкции и с удовлетворением передаточного числа условию 25≅И≅60.

У механизма кривошип на валу пневмодвигателя через подшипник качения соединен с шатуном, а ведомое колесо через тела качения, размещенные на дорожках качения обоих торцов колеса и корпуса, сопряжено с последним.

Машинка может охватываться и управляться одной рукой.

На фиг.1 дана пневомеханическая схема устройства; на фиг.2 конструктивное его решение (масштаб 2:1); на фиг.3 процесс фрезерования напуска внутренней поверхности сферы; на фиг.4 зависимость мощности двигателя от расхода воздуха, в зависимости от схемы редуцирования.

Устройство имеет в своем составе систему включения потока, состоящую из пускателя 11 с кнопкой пуска и с возможностью воздействия его на распределитель потока с обратным клапаном 2 и дросселем 3.

Для подвода потока к ротационному пневмодвигателю 4, например, РЛ-24-18 с частотой вращения n 18500 мин^-1, в корпусе устройства 5 имеется ряд каналов и гибкий трубопровод 6, подсоединенный к этому пневмодвигателю. Выходной конец вала пневмодвигателя 4 выполнен в форме кривошипа 7, сопряженного с подшипником качения 8, установленным в центральном отверстии шатуна (шестерни) 9 планетарного механизма с внутренним зацеплением. Шатун 9 своими отверстиями 10 имеет линейный контакт с 4-мя пальцами 11, установленными в корпусе 5, вокруг которых он совершает поступательное движение.

Ведомое колесо 12 механизма представляет собой зубчатый венец, жестко установленный в расточке диска, переходящего в резьбовой стержень.

На торцах диска имеются дорожки качения под шаровые тела 13, сопрягаемые в свою очередь, с дорожками качения корпуса 5.

На резьбовом стержне колеса 12 закреплена муфта предельного момента 14 с возможностью присоединения к последней режущего инструмента 15 фрезерного или шлифовального.

Работа устройства заключается в следующем:
Нажатием кнопки пускателя 1 обеспечивается впуск потока через открывшийся обратный клапан 2.

Одновременно с увеличением открытия клапана 2 увеличивается пропуск потока дросселем 3.

Затем поток через каналы корпуса 5 и трубопровод 6 устремляется к пневмодвигателю 4, заставляя вращаться его ротор.

Кривошип 7 выходного конца вала ротора пневмодвигателя 4 воздействует через подшипник качения 8 на шатун 9 механизма, который через отверстия 10 обкатывается вокруг пальцев 11, приводит во вращение ведомое колесо 12 с частотой, соответствующей передаточному отношению i.

В ходе процесса обработки отработанный пневмодвигателем 4 воздух поступает под инструмент, обеспечивая выдувание снятой стружки.

Установленная на резьбовом стержне колеса 12 муфта предельного момента 14 передает вращение закрепленному на ней инструменту 15.

При достижении определенного крутящего момента на режущих поверхностях инструмента 15, что равносильно возрастанию усилия резания до максимально допустимой величины, происходит его останов и "прощелкивание" муфты предельного момента.

Освобождение кнопки пускателя 1 приводит к отключению подведенного потока и остановке устройства.

Использование: для ведения обработки методом торцового фрезерования или шлифования наружных, внутренних сферических плоских поверхностей из ряда видов пластмасс, в том числе и из специальных, инкрустированных в более твердую основу. Сущность изобретения: в корпусе пневматической машинки размещены система включения и регулирования подачи воздуха и пневмодвигатель. На выходном валу пневмодвигателя размещен механизм редуцирования, несущий инструмент. На корпусе смонтированы пальцы и выполнены дорожки качения, в которых размещены тела качения. Выходной вал двигателя выполнен в виде кривошипа. Механизм редуцирования в виде планетарного механизма с внутренним зацеплением из условия обеспечения передаточного числа 25≅ U≅ 60. Ведущее колесо планетарного механизма выполнено с отверстиями, предназначенными для размещения в них пальцев. Ведущее колесо смонтировано на кривошипе с возможностью обката вокруг пальцев. На торце ведомого колеса выполнены дорожки качения из условия сопряжения с телами качения. 4 ил.

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ФРЕЗЕРНО-ШЛИФОВАЛЬНАЯ МАШИНКА, в корпусе которой размещены система включения и регулирования подачи воздуха и пневмодвигатель, на выходном валу которого размещен механизм редуцирования, несущий инструмент, отличающаяся тем, что машинка снабжена пальцами, смонтированными на корпусе, и телами качения, размещенными в выполненных на корпусе дорожках качения, при этом выходной вал двигателя выполнен в виде кривошипа, а механизм редуцирования в виде планетарного механизма с внутренним зацеплением из условия обеспечения передаточного числа 25 ≅ U ≅ 60, причем его ведущее колесо выполнено с отверстиями, предназначенными для размещения в них упомянутых пальцев, и смонтировано на кривошипе с возможностью обката вокруг пальцев, а на торце ведомого колеса выполнены дорожки качения из условия сопряжения с телами качения.