Упорный люнет Советский патент 1986 года по МПК B23Q1/76 

Изобретение относится к станкостроению, а более конкретно к устройствам для поддержки нежестких деталей при обработке на шлифовальных станках.

Целью изобретения является повышение устойчивости детали.

На фиг. 1 показан упорный люнет, общий вид; на фиг. 2 - опорная часть люнета с изогнутыми упругими пластинчатыми пружинами; на фиг. 3 - опорная часть люнета с механизмом ограничения и регулирования величины прогиба плас тинчатых пружин с четырех- полюсньм электромагнитным приводом; на.фиг. 4 - вид А на фиг. 2; на фиг, 5 - сечение Б-Б на фиг, 1 и 2; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 7 - характеристика восстанав ливающей силы упругих элементов.

Упорный люнет содержит корпус 1, в котором размещен вьщвижной шток 2, связанный с корпусом 1 винтом 3. На опорном конце выдвижного штока 2 установлена упругая опорная часть люнета, составленная из основания 4, связанного с опорой 5 детали упругими изогнутыми пластинчатыми пружинами 6-9,

Упругие изогнутые по синусоиде, дуге окружности, по параболе и т.п. пружины 6, 7 и 8, 9 расположены попарно симметрично относительно главных осей симметрии опоры 5. Выпуклой частью изогнутые пластинчатые пружины 6, 7 и 8, 9 обращены одна к другой. Наименьшее расстояние между ними в средней части равно суммар ной величине 2 г прогиба пластин, допускающегося условием продольной устойчивости статически сжатой пружины.

Размеры сечения Ь Ь упругих пластин 6, 7 и 8,9, длина В и величина зазора 2с в средней части между ними выбраны с возможностью упругих деформаций пластин и уменьшения их коэффициента жесткости с увеличением усилия на опору 5, Например, пластинчатые пружины 6-9 (фиг. 2-4) изогнуты по синусоиде, имеют начальный прогиб в средней их части io 0,1t , размеры сечения 8x0,3 мм и длину В 25 мм, а расстояние между ними f 1,0 мм,

Синусоидальная форма начального изгиба пластин упрощает расчет и выбор их рациональных размеров, а

также упрощается изготовление изогнутых пластин.

Регулирование зазора 1 в средней части упругих пластинчатых пружин и ограничение величины их прогиба может быть осуществлено механизмом ограничения и регулирования прогибов , выполненным в виде электромагнита 10. На фиг, 3 и 6 механизм

10 ограничения прогиба средней части упругих пластин 6-9 и регулирования зазора вьшолнен в виде четырех- полюсного электромагнита 10, .расположенного между пластинами 6, 7 и

8, 9 и связанного жестко с основанием 4, а ось выдвижного штока 2 сов мещена с осью электромагнита 10.

Конструкция изогнутых по синусоиде, по дуге окружности и т.п. пластинчатых пружин 6, 7 и 8, 9 и их расположение по отношению одна к другой, а также к оси штока 2 обеспечивает внецентренное продольное их нагружение силой прижима опоры

5 к обрабатываемой детали, а также поперечную упругую деформацию пластинчатых пружин 6-9 .в средней их части навстречу одна другой и изменение коэффициента их жесткости, а

следовательно, возможность изменения собственной частоты системы СПИД.

Упругие пластинчатые элементы 6- 9, изогнутые по синусоиде, по дуге окружности и т.п. работают следующим образом.

До вступления в контакт средней части предварительно изогнутых пластин 6-9 каждая из них работает независимо, воспринимая нагрузки, действующие на опору 5, Характеристика восстанавливающих сил Р пластин имеет мягкий характер. При конкретном значении усилия на опору 5 коэфт фициент жесткости пластинчатых пружин, изогнутых по синусоидальной форме, равен

р. 3

С-(- ,

где Е - модель упругости;

, „- минимальный момент инерции

сечения;

И - отношение рабочего усилия Р, прижима к критической силе , которой соответствует момент потери продольной УСТОЙЧИВОСТИ пластин.

а

При-достижейии силы прижима, равной критической силе,

Р.

3 ((ue)

где |Ц - коэффициент, учитывающий характер защемления пластин, их количество и форму изогнутых пластин, пластины 6-9 теряют продольную устойчивость и этому моменту соответствует наиболее низкая величина коэффициента жесткости. Однако если уд)военная величина прогиба пластин 6-9 в моментпотери устойчивости становится равной начальному зазору 21 между пластинчатыми пружинами (фиг. 2, 6), то коэффициент жесткости упругих элементов 6-9 резко возрастает, так как они встзтхают средней частью в контакт между собой или с механизмом 1 О ограничения прогиба. При зтом практически исключается воз можность дальнейшего смещения опоры 5 в направлении оси штока 2 и люнет выполняет функцию почти жесткого огг раничителя перемещений детали,

В работе люнет с пружинами используется следукнцим образом.

Опора 5 подведена выдвижным штоком 2 к обрабатываемой детали и произведено сближение концов пластинчатых пружин 6-9 и их средней части с зазором, при котором последующий упругий натяг приводит к заметному уменьшению их жесткости.

В момент контакта шлифовального круга с деталью (не показаны) и увеличения силы резания повьш1ается давление на опору 5 люнета и уменьшается зазор г мезвду средней частью пластинчатых пружин 6-9, а с настуц- лёнием момента продольной их неустойчивости жесткость пластинчатых пружин максимально снижается. При этом уменьшается собственная частота опоры 5 люнета с деталью. За счет низкой собственной частоты опора 5 лю-. нёта создает виброизоляцию обрабатываемой детали и снижает уровень ее колебаний с чатотой вращения круга, а также уровень самовозбуждающихся вибраций.

При обработке детали в момент притупления абразивных зерен повышается сила шлифования и давление на опору 5, а также уменьшается жесткость упругих пластин опоры 5 и собственная частота детали с опорой 5,

0

5

0

5

0

5

0

5

0

а следовательно, уменьшается и частота автоколебаний. Непрерывное уменьшение собственной частоты вызывает разрушение волн на круге и самозатачивание абразивных зерен на их вершинах, за счет чего повышается стойкость круга между его правками. В случав дальнейшего увеличения нормальной составляющей силы Рц резания и. прогиба детали повышается давление на опору 5 люнета и средние части пластинчатых прУжин 6-9 выпуклой частью вступают в контакт, а их жесткость мгновенно возрастает и опора 5 люнета начинает работать как жесткий ограничитель перемеще- НИИ детали, что уменьшает упругую деформацию детали под действием силы резания.

Для управления жесткостью пластинчатых пружин 6-9 и собственной частотой системы СПИД по любому желаемому закону, а следовательно, и управления волнистостью и самовоз- буждающимися колебаниями в процессе круглого центрового шлифования с врезной ускоренной или переменной во времени подачей, например, на станке ЧПУ, величину прогиба пластинчатых пружин 6-9 в средней их части и зазор между ними регулируют . путем притяжения пластины к полюсам электромагнита механизма 10. Изменяя электромагнитную силу, увеличивают или уменьшают величину прогиба пластинчатых пружин 6-9 и изменяют собственную частоту опоры 5 люнета. и детали в процессе ее шлифования, а следовательно, изменяется и частота автоколебаний, в результате чего разрушаются волны на круге и самозатачиваются притупившиеся абразивные зерна, уменьшается уровень вибраций детали и повышается стойкость круга.

В случае работы с ускоренной врез ной подачей в начальный момент обработки детали возрастает сила резания и давление на опору 5 люнета. При этом пластинчатые пружины 6-9 прогибаются и непрерывно уменьшается собственная частота опоры 5 с деталы«« С уменьшением собственной частоты изменяется и частота автоколебаний и не образуется волнистость на инструменте .

В случае уменьшения врезной подачи и силы шлифования зазор между по

люсами механизма 10 и серединой пластинчатых пружин 6-9 и изменение их жесткости ведут путем включения элек тромагиитов и тем самым изменяют жесткость и собственную частоту опоры 5 люнета и детали в процессе ее обработки. При этом частота переменной силЫу выэьшаемой волнистостью на круге, превышает собственную частоту детали, за счет чего обеспечивается асинхронное гашение автоколе- баний и интенсифицируется самозатачи ванне групп абразивных зерен, расположенных на вершинах волн на рабо

чей поверхности круга. При последующей обработке деталей цикл управле- . ния жесткостью и собственной частотой деталн повторяют и стойкость шлифовальиого круга между его правками повышается в несколько раз.

Л. 5

/

/|

.2

ejL.

Фтг.Ч В-В

Физ.5

/

ВНИИПИ Заказ 8607/13 Тираж Подписное Филиал ППП Патеит, г.Ужгород, ул.Проектная, 4