Устройство для шлифования

 

Сущность изобретения, устройство содержит планшайбуг в которой фланцы связаны упругими в окружном направлении элементами с втулкой. Фланец установлен на шпинделе. На фланце установлена магнитопроводная цилиндрическая оболочка с группами пазов, расположенными с угловым сдвигом, который изменяется в геометрической прогрессии. Оболочка введена между парами магнитов, которые расположены на корпусе со встречной радиальной ориентацией осей их намагничивания . Плоскость упругих элементов пл ншай5ы расположена под углом а - 20-45° относительно оси шпикдаля круга, 2 з,п:ф., 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>ю Н 24 B 45/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

,г

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4912526/08 (22) 18.02.91 (46) 07,12.92. Бюл. N 45 (71) Северо-западный политехнический институт и Ленинградское машиностроительное обьединение им. Карла Маркса (72) Б.И.Никулкин, Л.Б.Ганзбург и В.Г.Ивашиненко (56) Авторское свидетельство СССР

N 685483, кл. В 24 В 45/00, 1979. ,.(54) YCTPO_#_CTBO ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ (57) Сущность изобретения; устройство содержит планшайбу в которой фланцы связаны упругими в окружном направлении

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для шлифования.

Известно устройство для шлифования, содержащее шпиндельную бабку и установленную на шпинделе бабки планшайбу для крепления шлифовального круга, выполненную в виде втулки и связанных с ней упру ими в окружном направлении пластинами прижимных фланцев.

Недостатком устройства является низкое качество обработки.

Цель изобретения — повышение качества обработки, На фиг.1 изображено устройство, вид сбоку; на фиг.2 — цилиндрическая магнитопроводная оболочка; на фиг,3 — вид А на фиг,2; на фиг.4 — сечение Б — Б на фиг.1.

Устройство для шлифования содержит планшайбу в виде втулки 1, обоймы 2 и фланцев 3 и 4, связанных жестко между со„, Ы „„1779564А1 элементами с втулкой. Фланец установлен на шпинделе. На фланце установлена магнитопроводная цилиндрическая оболоч-, ка с ггррууппппаамми и ппааззоовв, расположенными с угловым сдвигом, который изменяется в геометрической прогрессии. Оболочка введена между парами магнитов, которые расположены на корпусе со встречной радиальной ориентацией осей их намагничивания. Плоскость упругих элементов пленшайбы оасположена под углам с- 20-45 о носительно оси шпи.-:деля круга. 2 з,п;ф., 4 ил. бой резьбовым соединением, Втулка 1 и обойма 2 соединены с фланцами 3 и 4 упругими в окружном и осевом направлениях пластинчатыми элементами 5, которые расположены равномерно в окружном направлении, в их плоскость развернута под углом 45 — 70 относительно плоскости вращения круга 6, закрепленного между внутренними торцами фланцев 3 и 4. Втулка 1 и обойма 2 связаны жестко со шпинделем 7 бабки 8.

На торце фланца 4 со стороны бабки 8 установлена коаксиально шпинделю 7 магнитопроводная цилиндрическая оболочка 9 с несколькими группами периоли ески повторяемых в окружном направлении выступов 10 — 12, которые образованы пазами

13 — 15, прорезанными с переменным угловым сдвигом p . При этом каждая группа выступов 10 — 12 расположена с угловым шагом уЪ = 120 . На торце бабки 8 уст:,новле1779564 ны попарно во втулке 16 магниты 17 и 18, расположенные со встречной ориентацией их полюсов намагничивания и коаксиально цилиндрической оболочке 9 с выступами

10 — 12. Эти выступы введены с зазором между полюсами магнитов 17 и 18 с возможностью вращения цилиндрической оболочки 9.

Между периферийной поверхностью цилиндрической оболочки 9 и втулкой 16 размещено уплотнение 19.

УгловОй сдвиг р, р-1, р-2 выступов 10

12 изменяется в окружном направлении в геометрической прогрессии

Ж Р вЂ” 1 m

m где — — знаменатель геометрической проП грессии;

m и и — натуральные числа, например m

=4ип=3.

Цилиндрическая оболочка 9 диаметром

0= 140 мм выполнена из магнитопроводной стали. Вдоль ее оси прорезаны три группы пазов, которые расположены с угловым шагом p<.= 120О. Между ними дополнительно прорезаны пазы переменной протяженности и образованы выступы. 10-12 шириной

20 мм, расположенные с переменным угловым сдвигом p =52Î, р-1=39 и р-2=29О.

° Кромки выступов скруглены. На торце бабки 8 во втулке.16 расположены три пары магнитов 17 и 18 с угловым шагом ъ = 120О;

Магниты 17 и 18 выполнены с импульсным управлением магнитного потока и каждый из них составлен из основного и управляющего постоянного магнита. Управление магнитным потоком производится импульсным . перемагничиванием управляющих частей магнитов 17 и 18, Включение и выключение источника магнитного потока осуществляется импульсным током от управляющего устройства с емкостным накопителем, например, подачей импульсов величиной до

500 А при напряжении до 950 В длительностью до 3 м с, управляющим устройством .мощностью до 0,8„кВт при питании от сети, тока 220 В и f = 50 Гц (не показано).

Выступы 10-12 цилиндрической оболочки 9 введены с зазором 0,1 — 0,15 мм между цилиндрическими поверхностями магнитов 17 и 18 с возможностью вращения цилиндрической оболочки 9. Уплотнение 19 служит для предохранения магнитов 17 и 18 от налипания металлических отходов шЛифования.

Плоскость пластин упругих элементов 5 расположена под углом а=- 20-45 относительно оси вращения круга 6 и шпинделя 7

Пластины 5 выполнены длиной 20 мм с размерами сечения 0,8ИО мм. При этом их размеры выбраны из условия совмещения собственной крутильной частоты PKo = 261

Гц круга 6 с фланцами 3 и 4 с частотой возбуждения колебаний, которая превыша. ет частоту Р = 20 Гц свободных изгибных колебаний шпинделя 7 с кругом 6.

10 . При расположении плоскости упругих . элементов 5 под указанным углом обеспечивается упругая координатная связь по перемещениям фланцев 3 и 4 и круга 6 в осевом и окружном направлениях относительно втулки 1; обоймы 2 и шлифовального шпин15 деля 7. За счет этого при вращении выступов 10-12 цилиндрической оболочки 9 между магнитами 17 и 18 возбуждаются связанные крутильно-осевые колебания круга

20 6, При расположении пластин 5 под углом. 20 связанные крутильно-осевые колебания возбуждаются с максимальной амплитудой при малой величине переменного магнитного потока и силы, возникающей

25 между полюсами магнитов 17 и 18 и выступами 10- 12 оболочки 9, При этом обеспечиваются условия для уменьшения габаритов устройства и расхода энергии на возбуждение связанных колебаний и снижается теп30 ловыделение между полюсами магнитов 17 и 18, При расположении плоскости пластин 5 под углом a= 45О обеспечивается наиболее, благоприятная кинематика перекрестного

35 движения абразивных зерен круга 6 относительно обрабатываемой поверхности детали при его связанных крутильно-осевых колебаниях и улучшается качество обработанной поверхности.

40 .. Коаксиальное расположение цилиндрической оболочки 9 с фланцем 4 и выполнение в оболочке 9 продольных пазов и выступов 10 -12 с: периодически повторяемым нечетное число раз и переменным угло45 вым сдвигом исключает появление неуравновешенности планшайбы и снижает уровень вредных радиальных вибраций с частотой вращения шпинделя 7 с кругом 6„ а. также с кратными частотами вращения

50 круга 6. Причем выполнение прорезей с переменным угловым шагом и образование выступов с переменным угловым сдвигом, который изменяется в геометрической прогрессии, обеспечивает возбуждение

55 связанных крутильно-осевых колебаний с широким набором частот малого уровня и подавление автоколебательных компонентов в широком спектре частот при шлифовании деталей разной массы и жесткости. При

1779564 этом качество обработанной поверхности улучшается за счет снижения уровня радиальных вибраций круга с частотой вращения и кратными частотами, подавления автоколебательных компонентов, а также за счет формирования благоприятной перекрестной кинематики резания и снижения силы тоения в контакте круга 6 с заготовкой 20.

При установке на шлифовзльной головке нескольких пар магнитов 17 и 18, напри.мер трех пар, с угловым сдвигом, равным периодически повторяющемуся угловому шагу уъ = 120О, между группами прорезей в магнитопроводной цилиндрической оболочке 9 повышается прямо пропорционально количеству пар магнитов переменная величина магнитного потока и возбуждаю- щая сила и обеспечиваются условия для уменьшения габаритов устройства.

Работа устройства состоит в сЛедующем.

Шпинделю 7 с фланцами 3 и 4 и магнитопроводной цилиндрической оболочкой 9 сообщают вращение с частотой в. Перифе-рию абразивного круга 6, вращающегося с окружной скоростью Чк = 20 — 40 м/с, вводят в контакт с заготовкой 20, которой сообщают подачу со скоростью V> = 10-15 м/мин.

При этом выступы 10 — 12 оболочки 9 вращают в магнитном потоке между полюсами магнитов 17 и 18.

В момент входа выступа магнитопроводной цилиндрической оболочки 9 в магнитный поток между полюсами магнитов 17 и 18 возникает и по мере увеличения площади выступа между плюсами возрастает магнитная сила и окружной момент силы торможения нэ вращающейся оболочке 9 с фланцами 3 и 4. B момент выхода выступа из зоны магнитного потока уменьшается магнитная сила воздействия на выступ и сила торможения, воздействующая на цилиндрическую оболочку 9 и фланцы 3, 4 с кругом 6. Под воздействием переменной окружной магнитной силы торможения на фланцы 3 и 4 упругие в окружном и осевом направлениях элементы 5 изгибаются и их концы совместно с фланцами 3 и 4 и шлифо-. вальным кругом 6 перемещаются одновременно в окружном и осевом направлениях.

При этом в связи с выполнением прореэеймежду выступами оболочки 9 с периодически повторяемым нечетное число раз угловым сдвигом po = 120 и размещением выступов 10 — 12 с переменным угловым сдвигом p, p — 1, p — z, который изменяется в геометрической прогрессии, магнитный поток воздействует нэ выступы,10-1 2 оболочки с фланцами 3 и 4 и кругом 6 с

Тг Ti —.1 m

Т> 1 Т1-г n

45 обработанной поверхности

50 нами, улучшается самозатачиваемость

55 круга и снижается сила сдвига, трансформи10

40 переменным периодом, который также изменяется в геометрической прогрессии по зависимости где m u n - натуральные числа с повторением нечетное число z раз в течение каждого оборота шпинделя 7 и круга 6. При этом возбуждаются крутильно-осевые колебания.оболочки 9 с фланцами 3 и 4 и кругом 6 с частотами V =ã, и, где z> =, а также

У периодически повторяющиеся многочастотные колебания с переменным периодом Ti (! - 1,2,3,4,5...), изменяющимся в геометрической прогрессии, т.е. возбуждаются колебания с широким набором частот

f = kz, в(k =2,3,4,5,6...).

В процессе шлифования с возбуждением многочастотных связанных крутильноосевых колебаний круга 6 с переменными периодами, изменяющимися в геометрической прогрессии, и с периодически повторяющимися нечетное. число раэ в течение каждого его оборота быстро изменяется окружная скорость Vk круга б скорость скольжения абразивных зерен круга относительно заготовки в плоскости шлифования, При этом многочастотные крутильноосевые колебания создают благоприятную для резания и трения перекрестную кинема- тику движения абразивных зерен круга 6 относительно поверхности заготовки 20, формируют микрорельеф шероховатости с перекрестным направлением шлифовочных рисок малой глубины и протяженности, снижают высоту навалов, интенсифицируют пластическое деформирование, выглаживание и скругление вершин микронеровностей и упрочняют поверхностный слой металла заготовки, т.е. улучшают качество

Возбуждение высокочастотных связанных крутильно-осевых колебаний с переменными периодами приводит к перемещениям круга при шлифовании с ши= роким набором частот вибраций f = kz, со (k 4,5,6,7...) в виде "белого шума". За счет этого облегчается пластическое деформирование и срезание металла абразивными зерруется и формируются нестационарные характеристики силы трения и сдвига уменьшается средняя величина силы трения. При этом повышается положительная сила сопротивления переходным вибраци1779564 ям и автоколебаниям, которые обеспечивают также подавление автоколебательных компонентов в широком спектре частот. В результате этого стабилизируется процесс шлифования, повышается стойкость круга и улучшается качество обработанной поверхности.

При,выполнении в цилиндрической магнитопроводной оболочке 9 нечетного количества z групп пазов с переменным угловым сдвигом низшая частота возбуждаемых ко" лебан ий и ревы шает частоту е вращения круга в z раз и некратна четным гармоникам частоты Й вращения. За Счет этого снижается уровень вредных радиальных колебаний

С частотами, кратными частоте а вращения круга и снижается высота волнистЬсти и шероховатости обработанной поверхности.

Формула изобретения

1. Устройство для шлифования, содержащее шпиндельную бабку и установленную на шпинделе бабки планшайбу для, крепления шлифовального круга, выполненную в виде втулки и связанных с ней упругими в окружном направлении пластинами прижимных фланцев, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества обработки, оно снабжено установленной на одном из прижимных фланцев коаксиально оси шпинделя цилиндрической оболочкой

5 из магнитопроводного материала с группами продольных пазов со стороны ее торца, закрепленными на корпусе шпиндельной бабки,коаксиально цилиндрической оболочке парами магнитов со встречной радиаль10 ной ориентацией их намагничивания и

- системой управления магнитами, при этом продольные пазы в каждой группе расположены с изменяющимся в геометрической прогрессии угловым сДвйгом, участки обо15 лочки между пазами размещены между указанными магнитами каждой пары, а плоскость продольной симметрии упругих пластин расположена под углом 20-45О относительно оси шпинделя, 20 2.УСтройство по п,1, отл и ч а ю щеес я тем, что количество групп пазов выполнено нечетным.

3, Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что пары магнитов установле25 ны с угловым сдвигом, равным шагу пазов оболочки.

4779564

1779564

Составитель Г, Ротницкий

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор И Шулла

Заказ 4411 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101