Устройство для шлифования и полирования поверхностей тел вращения переменной кривизны Советский патент 1987 года по МПК B24B5/12 

фовально-полировальных работ при об,- работке крупногабаритных фасонных тел вращения, имеющих волнистые поверхности, и обеспечение различных режимов работы. Шлифование производится с помощью маятниковой головки, которой сообщается дополнительное ка- чательное движение. Одновременно с этим устройство снабжено следящим механизмом, позволяющим регулировать положение абразивного инструмента 10 перпенд скулярно относительно обрабатываемого участка. Этот механизм содержит звенья компенсации влияния угла поворота рычага 9 головки на изменение положения инструмента 10, которые выполнены, в виде суммирующего дифференциала, ось сателлитов которого жестко связана с эксцентриковой осью 16. Устройство снабжено датчиком 51 положения начальной плоскости расположения инструмента 10, который вьтолнен в виде равноплечего рычага 52 со щупами 53 на его концах. Датчик 51 кинематически связан с центИзобретение относится к устройствам, предназначенным для механизации Шлифовально-полировальных работ, имеющих широкое применение в химичес ком, нефтяном, полимерном, энергетическом машиностроении, а также авиа- двигателестроении, судостроении и других отраслях промышленности, и является усовершенствованием устройст- ва по авт. св. № 1234164.

Цель изобретения - повышение качества обработки волнистых поверхностей путем сохранения постоянства нормального расположения начальной плоскости дополнительного качания шлифовальной головки к обрабатываемому участку поверхности, что увеличивает износостойкость инструмента, обусловленную исключением его одно- стороннего износа по ширине и необходимости периодической правки инструмета по радиусу его рабочей поверхности.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - 1 :инематическая схема устройства.

46398

ральной щестерней 43 суммирующего дифференциала, а кинематическая связь другой центральной шестерни 40 дифференциала связана с кpивopJипнo-шa- тунным механизмом, дополнительного качания головки с абразивным инструментом 10 и снабжена звеньями стопоре- ния и наладочного поворота этой кинематической связи, выполненными в виде червячной шестерни с падающим червяком 29. Шестерня 55 установлена на оси 54 датчика 51 с возможностью поворота вместе с осью 54, перемещения вдоль нее и фиксации в положениях зацепления и холостого хода. Устройство может работать в трех режимах: без дополнительного качания абразивного инструмента 10, с дополнительиым качанием инструмента и с дополнительным качанием и автоматической корректировкой положения начальной плоскости дополнительного качания нормально к обрабатьшаемому в настоящий Момент участку поверхности ,изделия. 2 3.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство состоит из колонны 1, на которой смонтирован суппорт 2, получающий движение от электродвигател 3 с регулируемой частотой вращения через ходовой винт 4. К суппорту 2 жестко прикреплена горизонтальная траверса 5, на которой установлеиа каретка 6, приводимая в движение электродвигателем 7 с регулируемой частотой вращения через ходовой винт 8. На каретке 6 подвешен с помощью шарнира рычаг 9, на колце которого смонтирована головка с абразивным инструментом 10.

Для регулирования усилия прижима инструмента к обрабатьшаемой поверхности на рычаге 9 размещай груз-противовес 11, перемещаемый по иаправ- ляющим 12 от электродвигателя 3 и ходового винта 14с Вращение абразивного инстру {ента осуществляется от электродвигателя 15. Шарнирньй подвес рычага 9 выполнен в виде эксцентриковой оси 16, смонтированиой с по- мо1и;ью шарикоподшипииков 17 на каретке 6. На оси 16 установлены подшипники 18, на которые насажен рычаг 9, несущий шлифовальную головку. Ось 16 приводится во вращение относительно рычага 9 электродвигателем 19 через пару сменных шестерен 20.

Вращающийся стол 21 с индивидуальным приводом служит для; установки об рабатываемого изделия и придания ему вращательного движения. Головка с абразивным инструментом 10 жестко соединена с осью 22, перпендикулярной оси инструмента 10, расположенной по середине его ширины и параллельно оси рычага 9. Ось 22 установлена в подшипниках 23 и на втором конце снабжена кривошипом 24, который с помощью шатуна 25, регулируемого по длине, например винтовой стяжки 26, соединен с кривошипом 27. Оба кривошипа вьшолнены с регулируемыми эксцентриситетом и предназначены для сообщения головке с инструментом 10 дополнительного качательного движения.

Кривошип 27 жестко соединен с телескопическим валом 28, на которьй жестко посажена червячная шестерня с падающим червяком 29. Телескопический вал 28 имеет для компенсации осевых перемещений рычага 9 шлицевое соединение 30 и установлен в подшип- никах 31, смонтированных на корпусе рычага 9. На втором конце вала 28 жестко закреплена ведомая вилка карданного шарнира 32, ведущая вилка которого жестко соединена с валом 33. На валу 33 жестко закреплена коническая шестерня 34, находящаяся в зацеплени С конической П1естерней 35, которая с помощью вала 36 и промежуточных шестерен 37 - 39 связана с центральной шестерней 40 зубчатого суммирующего дифференциала, сателлиты 41 которого посажены на ось 42, жестко соединенную с эксцентриковым валом. Причем вторая.центральная шестерня 43 зубча того суммирующего механизма свободно посажена на оси эксцентрикового вала Червячная шестерня с падающим червяком 29 являются звеньями стопорения и наладочного поворота кинематичес- кой связи центральной шестерни 40 суммирующего дифференциала с кривоши- пно-щатунным механизмом дополнительного качания инструмента 10.

Валы 33 и 36 и шестерни 39 и 40 опираются соответственно на подшипники 44, 45 и 46.

С кронштейном 47 жестко соединена ось 48, расположенная перпендикулярно рычагу 9 и несущая на конце ролик 49, входящий в направляющую 50, dx- ватывающую этот ролик с двух сторон, расположенную параллельно jawary 9 и жестко на нем закрепленную. При этом с осью 48 соосен геометрический цент карданного шарнира 32.

Датчик 51 положения начальной плоскости расположения инструмента выполнен в виде равноплечего рычага 52 со щупами 53 на концах, перпещщ- кулярного к жестко соединенной с ним оси 54, расположенной перпендикулярно оси вращения абразивного инструмента и лежащей в одной вертикальной плоскости с осью 22 его качания. На оси 54 на шлицах установлена шестерня 55, которая находится в зацеплении либо с промежуточными шестернями 56, либо с упором 57, жестко закрепленным на рычаге 9, либо с шестерня;- ми 56 и упором 57 одновременно. Одна из промежуточных шестерен 56 жестко соединена с телескопическим валом 58 который имеет шлицевое соединение 59 и аналогично валу 28 вторым концрм соединен с карданным шарниром 60, геометрический центр которого соосен с осью 48. Далее карданный шарнир 60 жестко соединен с валом 61, на втором конце которого жестко закреплена ко- ническая шестерня 62, находящаяся в зацеплении с конической щестерней 63, жестко соединенной с центральной шестерней 43.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемое изделие устанавливают на стол 21 и приводят во вращение. Абразивный инструмент 10 размещают в центре обрабатываемого изделия, выставляют нормально к обрабатываемому участку при помощи, червячного колеса с падающим червяком 29 и приводят во вращение электродвигатв - лем 15.

Одновременно устанавливают необходимое положение груза-противовеса 11, обеспечивающее требуемое усилие прижима инструмента 10 к обрабатьгоа- емой поверхности. Контроль усилия прижима осуществляют косвенным образом - по сипе потребляемого тока .

713

электродвигателем 15 (амперметр расположен на пульте управления). Затем включаются в работу приводы вертикального перемещения суппорта 2 на колонне 1 и горизонтального перемещения каретки 6 на траверсе 5, В результате сложения двух движений - горизонтального и вертикального - шарнирньй подвес рычага 9 перемещается вдоль образующей изделия от его центра к периферии. При этом скорост вертикального и горизонтального перемещения оси 16 шарнира выбирают таким образом, чтобы осуществлялась заданная подача на один оборот изделия. Так как рычаг 9, несущий шлифовальную головку с режущим инструментом 10, навешен на ось 16 шарнирного подвеса с помощью подшипников 18, то в процессе перемещения оси шарнира вдоль образующей изде.гшя, абразивньй инструмент за счет поворота pbjqara 9 на оси 16 копирует криволинейный профиль обрабатьгоаемой по поверхности.

При движении абразивного инструмента по образующей вращающего ся изделия происходит шлифование по строкам. Если шестерня 55 находится в зацеплении с блоком шестерен 56, то по мере двилсения абразивного инструмента 10 по образующей щупы датчика положения начальной плоскости ощупывают поверхность и при наличии вол- ннстости шестерня 55 поворачивается на определенный угол. Этот поворот передается через блок сменных агесте- рен 56, телескопический вал 58, шарнир 60 и вал 61 на коническую шестер tno 62, которая, в свою очередь, пе р«гдает изменение угла абразивного инструмента 10 относительно первоначального положения на совмещенные с )ференциалом шестерни 63 и 43 суммирующего механизма. Te самым мы суммируем вращение оси сатетшитов с дополнительньт поворотом шестерни 43, вследствие чего абразивньй инст- pl MeHT повернется в плоскости нормально к обрабатываемому участку.

При этом, т.е. когда шестерня 55 находится в зацеплении с блоком шестерен 56, падающий червяк 29 должен быть Поднят и выведен.из зацепления с червячной шестерней. В случае, ес- ли; шестерня 55 находится в зацеплении одновременно с шестернями 56 и с упором 57 - кинематическая цепь вра

0

5

0

398

5

40

30

5

5

50

5

8

щения оси 54 валов 58 и 61 и шестерен 62 и 63 застопорена и при расцепленных падающем червяке 29 и его червячной шестерне устройство работает так же, как устройство с дополнительным качанием ,инструмента. Если же шестерня 55 вьшедена из зацепления с шестернями 56 и упором 57, а падающий червяк 29 введен в зацепле-- ние с червячной шестерней, то устройство работает без дополнительного качания абразивного инструмента. При этом кинематическая цепь: шестерни 43, 63 и 62, валы 61 и 58 и шестерни 56 вращается вхолостую.

Таким образом, устройство может работать в трех режи1 1ах. без дополни- качания абразивного инструмента, с дополнительным качанием инструмента и с дополнительным качанием инструмента и автоматической корректировкой положения начальной плоскости дополнительного качания нормально. к обрабатываемому в настоящий момент участку поверхности изделия. Дополнительные качания осуществляк тся совместно с качанием рычага 9 в плоскости вращения инструмента.

При этом надо иметь в виду, что в то же время, когда шестерня 55 находится в одновременном зацеплении с промежуточными шестернями 56 и упором 57, падающий червяк 29 должен быть вьшеден из зацепления с червячной шестерней, и наоборот, при падающем червяке, введенном в зацепление с червячной шестерней, шестерня 55 не должна зацепляться с упором 57. Только при этом услрвии может быть подана команда на включение электродвигателя 19, что обеспечивается электроблокировками (не показано). Паданяций червяк кроме стопоре-ния вала 28 может устанавливать плоскость вращения инструмента под необходимьи углом, например, при обработке наклонных поверхностей без дополнительного качания инструмента. При включении привода вращения эксцентриковой оси 16 последняя, вращаясь относительно рычага 9 в подшипниках 7, заставляет рычаг со шлифовальной головкой и абразивным инструментом совершать качательные движения в плоскости вращения абразивного инструмента. При этом илифовальньй инструмент 10, качаясь в плоскости своего вращения и сопшифовьтая металл с обрабатываемой

поверхности, одновременно за счет поворота рычага 9 на подшипниках 18 обкатьтается по криволинейной образующей в пределах удвоенной величины амплитуды качания. В результате таких качательных движений инструмента увеличивается ширина каждой строки и уменьшается высота остающихся меж- строчечных гребешков, что позволяет повысить производительность шлифования, а также улучшить качество обработанной поверхности.

Одновременно с качательным движением в плоскости своего вращения абразивный инструмент 10 совершает ка- чательные движения вокруг оси, перпендикулярной оси его вращения, расположенной по середине ширины инструмента и параллельно рычагу подвеса. Это обеспечивается тем, что при вращении эксцентрикового вала жестко соединенная с ним ось 42 заставляет сателлиты 41 обкатываться по цент- . рапьной шестерни 43 суммирующего зуб- чатого конического дифференциала. От сателлитов 41 вращение передается центральной шестерни 40, которая будет вращаться со скоростью, вдвое большей скорости эксцентрикового вала. Далее вращение передается через сменные шестерни 39, 38, 37, вал 36 и конические шестерни 35 и 34 валу 33, а от него через карданньй шарнир 32, телескопическому валу 28 со шли- цевым соединением 30. Вал 28 вращает кривошип 27, который через шатун 25 передает качатепьные движения кривошипу 24, соединенному с осью 22, благодаря чему абразивный инструмент 10 получает качательные движения вокруг оси, перпендикулярной оси его вращения, т.е. оси 22.

Вследствие того, что эксцентриковый вал сообщает рычагу 9 сложные ка чательные движения, составляющей которых являются и поступательные движения, на рычаге 9 закреплена направляющая 50, охватывающая .ролик 49, которая обкатывается по нему, обеспечивая как поступательное, так и ка- чательное движение рычага 9 относи- тельио кронштейна 47.

В процессе работы рычаг 9 всегда параллелен валам 28 и 58, но не параллелен валам 33 и 61, и изменяет свое положение относительно последних.

to

15

20

25

д

30

35

40

0

5

Формула изобретения

1. Устройство дпя шлифования и полирования поверхностей тел вращения переменной кривизны по авт. св. № 1234164, отличающееся тем, что, с целью повышения качества обработки волнистых поверхностей путем сохранения постоянства нормального расположения начальной плоскости дополнительного качания шлифовальной головки к обрабатьшаёмому участку поверхности, устройство снабжено датчиком, выполненным в виде равноплечего рычага со щупами на его концах, жестко посаженным на оси, перпендикулярной шпинделю вращения абразивного инструмента и кинематически связанной одним концом с центральной шестерней суммирующего дифференциала, вторая центральная шестерня которого кинематически связана с механизмом дополнительного качания головки с абразивным инструментом.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения различных режимов работы, кинематическая связь датчика с одной из центральных шестерен суммируюп1его дифференциала снабжена звеньями, прерывающими эту кинематическую и звеньями стопорения центральной шестерни, причем кинематическая связь другой центральной шестерни дифференциала связана с кривощипно-шатунным механизмом дополнительного качания головки с абразивным инструментом и снабжена звеньями стопорения и наладочного поворота этой кинематической связи.

3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что кинематическая связь между центральной шестерней дифференциала и датчиком выполнена в виде конической зубчатой передачи, одна шестерня которой спарена с указанной шестерней дифференциала, а другая через кинематические звенья связана с осью качания датчика через шестерню, установленную на оси с возможностью поворота вместе с осью перемещения вдоль нее и фиксации в положениях зацеплення и холостого хода, при этом звенья стопорения и наладочного поворота кинематической связи другой центральной шестерни суммирующего дифференциала с

II

1346398

кривошипно-шатунным механизмом дополнительного качания головки с абразивным инструментом выполнены в виде

12

червячной шестерни с падающим червяком, установленными в любом месте этой связи.

2J

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для механизации шлифовально-полировальных работ, и может быть применено в химическом, нефтяном, полимерном и энергетическом мапшностроении. Целью изобретения является повышение качества гали/ 45 W V/ 4Jт /J 9 У/.// «хгЩ -., .ДшР 4lf 1f f J3( 20 N 16 9 (Л oo4 O CO CD 00 I4 Ю

Составитель А. Шутов Редактор А. Шишкина Техред Л.Олийнык х Корректор С, Шекмар

Заказ- 2756Тираж 662 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ароизводственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101