Способ чистовой обработки заготовок Советский патент 1990 года по МПК B24B31/00 

Изобретение относится к области чистовой обработки заготовок при по мощи вращающихся барабанов, в частности к способу, при котором внутри указанных вращаюпщхся барабанов создается центробежная сила, обеспечивающая улучшение эффективности и однородности чистовой обработки заготовок,

Цель изобретения - повьшение ка чества обработки заготовок,,

На фиг. 1 представлена концептуальная схема, которая иллюстрирует, .как ведут себя силы, создаваемые :во время обычного процесса чистовой обработки в центробежном барабане; на фиг о 2 - действия сил, создаваем согласно предлагаемому способу; на фиг„ 3 - то же отношение между центробежной силой и силой тяжести равно х; на фиго 4 -. устройство для реализации предлагаемого способа, вид спереди; на фиг„ 5 - то же, вид сверху на фиг. 6 - то же, разрез в области главного вала.

Барабанный контейнер имеет многоугольную цилиндрическую форму с множеством сторон (фиг„ 2), предпочтительно 6 или 8, так как их легче изготовить. Барабанный контейнер вращается на своем горизонтальном валу и вставлен в головку, которая вращается на своей основной оси так, что барабанный контейнер может вра- 1 1аться вокруг головки на плоскости, включающей валы контейнеров и плдс- кость головки. Для создания центро- :бежной силы 1G центральное сечение через барабанный контейнер, гфоходя- щее перпендикулярно его горизонталь- номл/ валу, должно принимать результи Т уюч1ую силу л12С- {сила, состоящая из центробежной силы и действия силы тяжести). При равенстве соотношения силы гравитации и центробежной силы величине х результирующая сила (фиг. 3), Значения -л|2С

1 +

+ х G остаются постоянными в

на -л

и -лП

- - - -.. ivд-. л ниичл

каждой орбитальной точке вращения барабанного контейнера вокруг головк Таким образом, образуется равномерны и постоянный слой потока массы, который обеспечивает повьшение эффективности чистовой обработки с высокой точностью. Лля чистовой обработки во вращающемся барабане на массу действет сила тяжести, согласно,предлагаемому способу центробежная сила, со

0

здаваемая вращением головки, объединяется с действием силы тяжести. Так как направление дей-.твия центробежной силы остается неизменным в, каждой точке вращения барабанного контейнера вокруг головки, эфd)eктивнocть чистовой обработки выше, чем при обработке во вращающемся барабане. :

Число оборотов барабанног.о контейнера вокруг своего вала может быть любым в зависимости от различных тре бований чистовой обработки, его верхний предел может быть повьпиен 5 до более высокого значения, чем возможно при обычных способах чистовой обработки во вращающемся барабане (n/N -1)0 Любое намеренное изменение в направлении осевого вращения 0- барабанного контейнера приводит лишь к изменению положения массы внутри барабанного контейнера. То, как мае- са течет, остается неизменным, независимо от направления вращения. 5 В таблице указана классификация рабочих режимов финишных операций в барабане.

30

35

0

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит раМу, внутри которой вертикально установлен основной вал 1, основной двигатель 2, цепноеуколесо и цепь 3 для привода

5

основного вала 1 с помощью его цепного колеса 4. Число оборотов основного вала 1 регулируется переменно с помощью известного инвертора частоты. Нижний конец основного вала 1 опирается на подшипник 5, а верхний конец - на подшипник 6„ На основном валу. 7 имеется головка 7, которая жестко прикреютена к средней части основного вала 1. Головка 7 выполнена в виде Н-образной плоскости с двумя парами рычагов, отходящих наружу. К каждой паре рычагов прикрепляется барабанный контейнер 8 или 9, который вращается между соответствующими рычагами, образую1чими пару. В головке 7 размещены два. барабанных контейнера 8 и 9, но можно разместить три или четыре барабанных контейнера.

Основной вал 1 содержит втулку 10 (фиг. 6), которая вращается вокруг основного вала 1. В нижнем конце втулки 10 имеется коническая шестерня 11, а в верхнем конце втулки 10 - цепное колесо 12. Цепное колесо 12 имеет приводное соединение с приводной системой, которая включает привод 1614754

ной двигатель 13, понижающие шестерни 14, цепное колесо 15 и цепь 16. Коническая шестерня 11 на втулке 10 сцепляется с конической шестерней 17, каждая из которых имеет свой co6QTBeH ный вал 18 и 19, который расположен в головке 7. Каждый из -валов 18-и 19 идет наружу через головку 7, причем на выступающем конце каждого вала имеется шкив 20, который соединен при помощи клинового ремня со шкивом 21, установленным на каждом из валов 22 и 23, на которых подвешены соответствующие барабанные контейнеры 8 и 9. Передаточное отношение конических шестерен It и 17 (п 17/п 11) кот- ношение диаметров шкивов 20 и 21 (п 17 хп 21/п 11 хп 20) как произведение п 21/ п 20, умноженное на передаточное отношение п 17/п 11, определяет значение n/N для барабанных контейнеров (где п и N - это число рборотов барабанных контейнеров и, головки3s Предполагается, что п 17/п 1t 1/2; п 21/п 20 2; n/N 1.1 этом случае, каждый барабанный контейнер завершает свое осевое вращение после того, как головка проиша один полный оборот, причем барабанный контейнер ориентирован в том же направлении, в котором он был до того, как головка прошла один полный оборот.

Если отношение n/N является целым числом, то барабанный контейнер имеет ту же ориентацию, в которой он был до начала операции чистовой обработки, когда головка должна быть остановлена в заданном положении. На показанном примере барабанный контейнер остановлен, так, что его крьш1ка расположена на верхней стороне. Это особенно удобно при автоматическом обращении с массой. Значение n/N моет изменяться с целью обеспечения соответствующего числа оборотов и соответствующего направления вращения утем включения одновременно основноо двигателя 2 головки и двигателя 24 арабанов. Число оборотов п должно ыть ниже значения, вьте которого асса в барабане принудительно притает к стенке барабана во время враения барабанного контейнерао Это исло оборотов создает результирующую илу -Jl+x G (где х - это отношение ентробежной силы и силы тяжести при «i X 1), из которой для Q g/r где СО - угловая скорость, рад/с;

г ни са ок лю зн же 0 ды со за а об 15 со

i:4 . ко ра ся 20 ра под юще с в вра 25 вой ным 10 про кон 30 CTB вая ся

раз , так раб обр воз сил 4Q вра вып ти. кот про 45 не, подх ре п цесс щест 50 и пр рабо

55

Фо

вок, ры р отве лива

г - радиус вращения массы, g - ускорение силы тяжести), получаем п 42,2 X (Si + х)/ -{d, где d - диаметр впи- санной в многоугольную форму барабана окружности, м. Может использоваться любое число оборотов ниже указанного значения, а барабанный контейнер может враш.аться в любом направлении. Каж- 0 дый барабанный контейнер 8 и 9 может содержать массу, которая фактически заполняет объем барабана наполовину, а основной вал 1 вращается с числом оборотов меньшим, чем N 42,2/лГв , 15 создавая результирующее силу G Y ё:

i:42G, (где Y - результирующая сила), . которая сообщается массе. Таким образом, на поверхности массы образуется слой потока, что обеспечивает об- 20 работку заготовки с высокой точностью под воздействием большой результирующей силыо Когда головка вращается с высокой скоростью, а втулка 10 не вращается, происходит функция чисто- 25 вой обработки в барабане с центробежным потоком. Наоборот, когда втулка 10 вращается,, а головка не вращается, происходит лишь вращение барабанных контейнеров 8 и 9 вокруг их соответ- 30 CTByromjix -валов. В этом случае чистовая обработка происходит во вращающемся барабане.

Предлагаемый способ обеспечивает различные функции чистовой обработки, , такие как чистовую обработку в барабане с центробежным пот,оком, чистовзгю обработку во вращающемся барабане под воздействием большой результирующей силы и обычную чистовую обработку во Q вращающемся барабане, которые могут выполняться в любой последовательности. В частности, указанные операции, которые включают указанные различные процессы, выполняются на одной маши- 5 не, а этапы реализуются на любом подходящем программируемом регуляторе последовательностей или микропроцессоре. Таким образом, операции осуществляются в любой последовательности 0 и при различных условиях чистовой обработки.

55

Формула изобретения

Способ чистовой обработки заготовок, при котором барабанные контейнеры размещшот на головке на своих со- ответствуюш х валах, которые устанавливают перпендикулярно относительно

16

основного вала вращающейся головки, при этом каждый барабанный контейнер заполняют заготовками и абразивной средой и вращают с числом осевых оборотов п и с числом орбитальных оборо- тов N, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества обра- |ботки заготовок, каждый барабанный ;контейнер берут многоугольной формы |И вращают с числом, оборотов п и N Уменьшим,-чем число осевых и орбиталь- нык оборотов, которые выбирают по формулам. .

п - 42,2(;fTT

)/-4Т,

где п - число осевых оборотов в минуту для указанного барабанного контейнера;

8

X где N

диаметр вписанной в указанный барабанный контейнер многоугольной формы окружности; отношение создаваемой центро- бежной силы и силы тяжести, меняюгчееся в пределах N 42,2/,

число оборотов в минуту для

указанной высокоскоростной

головки; D - удвоенное расстояние от оси

головки до оси контейнера, м, а результирующую силу, воздействующую на массу внутри каждого контейнера:

G Y лГ7с,,

где Y определен как получаемая резуль- тирзтоР1ая сила, которая состоит из компонентов центробежной силы и силы тяжести и приложена к массе в каждом контейнере.

Изобретение относится к чистовой обработке заготовок при помощи вращающихся барабанов. Цель изобретения - повышение качества обработки заготовок. Барабанные контейнеры 7, 8 вращают с числом оборотов, меньшим, чем число орбитальных оборотов N и осевых оборотов N, задаваемых в виде N=42,2/√D, где N число оборотов в минуту, D - удвоенное расстояние в метрах, составляющее двойную величину от оси вращения до поворотной оси, а N - число осевых оборотов в минуту барабанных контейнеров 7, 8, которое меньше, чем число оборотов, при котором масса прилипает к внутренней поверхности барабанного контейнера, и создается результирующая сила, равная Gϒ*98R2G, где Y определяется как результирующая сила, которая должна создаваться центробежной силой, сложенной с действием силы тяжести, и которая сообщается массе внутри барабанного контейнера. В указанном способе создается большая результирующая сила, которая складывается из созданной компоненты центробежной силы и компоненты силы тяжести, при которых деталь может быть чисто обработана при высокой эффективности. При использовании программируемого контроллера последовательностей на одной машине, работающей на основе данного способа, могут осуществляться различные виды чистовой обработки. 6 ил.

Обработка в установке

Типы Машины

С вращающимся барабаном Без турели Без турели

барабаном Оси турели и

барабанов являются параллельными

Оси турели и N 42.

барабанов являются вертикальными

N5.42,2/(5

П р и м е ч а н и е. D - двойное расстояние от оси -турели до оси б1р1б1на м

d - диаметр вписанной окружности на многоугольной стороне барабанного контейнера.

vTc

Обороты бараба- 1 нов, об/мин

,2/4Г

N5.42,2/(5 Предпочтительный

режим: n/N -1

Меньше, чем число оборотов, которое приводит к прилипанию.

ff fS6

Фиг.2.

Фиг.5

f26- (иг.5

Фиг. 6