Привод шпинделя для вибрационного резания Советский патент 1980 года по МПК B23B47/04 

Изобретение относится к металлообработке. Известен привод шпинделя для вибращюнного резания, содержащий электродвигатель и коробку скоростей, включающую преобразующий механизм, выполненный в виде кривошипного вала, связанного посредством шатуна с корпусом коромысла, несущим шпиндель 1 Однако такой привод не изменяет амплитуду и частоту тангенциальных колебаний шпинделя во время одного цикла изменения скорости вращения шпинделя и не ускоряет процесс резания из-за разрушения целостности обрабатьтаемых материалов за счет ослабления связей на внутрикристаллическом уровне. К недостаткам также относится недостаточная его жесткость, вызванная наличием большого числа шарнирных и зубчатых соединений, Цель изобретения - создание тангенциальных вибраций шпинделя с переменной амплитудой в течение одного цикла воздействия преобразующего механизма на шпиндель. Это достигается тем, что привод шпинделя снабжен обратным клапаном, подпружинегшым лопатками с осью, причем шпиндель установлен эксцентрично в корпусе коромысла и на нем вьшолнены радиальные пазы, в корпусе коромысла - расточки, в которые соответственно установлены подпружиненные лопатки, ось и обратный клапан, а корпус коромысла и шпиндель связаны между собой системой каналов. .На фиг. 1 представлена кинематическая схема предлагаемого привода шпинделя; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - графики угловой скорости ш1П{нделя. Привод состоит из кривошипного вала I, соединенного с злектродвигателем, шатуна 2, кинематически связывающего кривошипный вал I с коромыслом 3, в цилиндрической расточке которого эксцентрично помещен шпиндель 4. Корол«,сло 3 при помощи шатуна 2 получает качательное движение вокруг оси 5, запрессованной в корпусе коробки скорбстей. В корпус коромысла имеется клапан 6, через которьш рабоча1Я жидкость по каналам 7 и 8 циркулирует только в одном направлении. В оси качания 5 выполнен канал 9, по кото37рому происходит подпитка полостей корпуса жидкостью от насоса. В радиальные пазы составного шпинделя 4 вставлены, например четы ре подпружиненные пружиной 10 лопатки 11, 12, 13 и 14. IlepenycKHbie каналы 15 и 16 всег да разделены между собой лoпaткa ш. В соответствии расточке корпуса 17 привода расположены подшипники 18, являюцдтеся подвижными опорами составного шпинделя 4, части которого жестко связаны с дисками 19. Диски 19 слуисат для герметизации рабочих полостей по торцам и находятся в подвижном контакте с торцовыми поверхностями корпуса коромысла Кроме коромысла 3 в кинематической связи с шпинделем 4 находятся и другие коромысла, например коромысло 20, кривошипы которых имеют ОТ.Т1ИЧНЫЙ по сравнению с кривошипом фазовый угол сдвига. В коническую расточку шпинделя вставлен конус 21 с рабочим инстру ментом 22. . Когда коромысло 3 начинает совершать качательное движение вправо, в левых рабочих полостях, заключенных между корпусом коромысла и шпинделем, появляется давление и клапан -6 закрывается, т.е. рабочая жидкость запирается в этих полостях. Причем ощювреме но в правых полостях появляется разреже1ше. В результате действия разных сил от возникшего давлсиья на лопатки 11 и 13 1шшндель 4 поворачивается по часовой стрелке. Когда коромысло 3 совершает качание влево, давление появится в правых полостях, клапан 6 открьшается и жидкость свободно перетекает из этих полостей по каналам 8 и 7 через клапаны в левые полосга. Вращения шпинделя не .проке ходит и в это время происходит подпитхса рабочих полостей жидкостью по кана.пу. График угловой скорости ведомого вала четьфехзвенника, представленного кривошгшнокоромысловым механизмом, выражается кривой, близкой к си1Еусоиде. При налиши нескол ких таких мехаьшзмов результирующая угловая скорость ведомого вала колеблется около некоторого среднего значе1шя, т.е. этот вал имее тангенциальные вибрадаи. В предложенном приводе шпинделя на обыч ную кинематику четьфехзвеннмка накладывается кинематика самой конструкции Ш1тавделя. Гюэтому при каждом рабочем цикле четьфехзве}шика, во-первых, будет свой график угловой скорости шпинделя ы f(a), что обусловлено разным начальным объемом запертой жидкости в рабочих камерах, т.е. разным начальным положеш1ем лопаток. Во-вторых, каждый такой график имеет свои скачки, что обусловлено переключением лопаток, т.е. когда лопатка 11 с наибольшим вылетом сообшается с перепускным каналом 16, с наибольшим вылетом становится следуюшая по ходу лопатка 12, сдвинутая относительно предыдущей на угол 90°, что приводит к новому закону движения тлпинделя. Величина и частота скачков на каждом графике в течение одного цикла от 0° до 180° регулируются положением перепускных каналов 15 и 16 и числом лопаток, что влечет за собой и изменение величины тангенциальных вибраций. Поэтому на тангенциальные вибрации шпинделя, образованные воздействием кривошипношагунных четырехзвенников на шпиндель, накладьгоаются тангенциальные вибрации, обусловленные гидравлической связью между корпусом коромысла и шпинделем. Формула изобретения Привод шпинделя для вибрационного резашш, содержащий электродвигатель и коробку скоростей, включающую Преобразующий механизм, вьшолненньш в виде кривошипного вала, связанного посредством шатуна с корпусом коромысла, несушлм шпиндель, отличающийся тем, что, с целью создания тангенЩ а;1ьных вибраций шпивделя с переменной амплитудой в течение одного цикла воздействия преобразующего механизма на штшндель, привод шпинделя снабжен обратным клапаном, подпружиненным лопатками и осью, причем ишиндель установлен эксцентрично в корпусе коромысла и на нем вьшолнены радиальные пазы, в корпусе коромысла - две расточки, в которые соответственно помещены подпружиненные лопатки, ось и обратный клапан, а корпус коромысла и шпиндель связаны между собой системой каналов. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2081428/25-08, кл. В 23 В 47/00, 1974.

±±л I

-H

ф112.5