Устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий

Изобретение относится к авиационной отрасли промышленности и может быть использовано при механической обработке крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий типа носовых диэлектрических конусов летательных аппаратов. На токарном станке установлены барабан для внутренней или оправка для наружной обработки изделия. Последнее расположено посредством узлов фиксации. Барабан и оправка снабжены резиновой камерой, расположенной вдоль поверхности изделия между узлами фиксации. В результате исключается возникновение дефектов в материале изделия за счет уменьшения деформации его стенки и перераспределения давления от шлифовальной головки на всю его поверхность, что способствует облегчению механической обработки и повышению ее качества, а также снижается уровень шума в производственных помещениях. 2 ил.

 

Изобретение относится к керамической и авиационной отраслям промышленности и может быть использовано при механической обработке крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий типа носовых диэлектрических конусов летательных аппаратов.

Известно устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий (см. Хрульков В.А. и др. Механическая обработка деталей из керамики и ситаллов. - Издательство Саратовского университета, 1975 г.), содержащее токарный станок, шлифовальную головку, барабан для внутренней обработки изделия, снабженный узлами фиксации изделия (втулка и кулачки), и оправку для наружной обработки, также снабженную узлами фиксации изделия (неподвижная опора и прижимное устройство).

К недостаткам известного устройства относится то, что при механической обработке внутренней поверхности изделие закрепляется в барабане лишь на двух точках опоры. Это приводит к тому, что во время шлифования под действием шлифовальной головки изделие начинает деформироваться. При дальнейшей обработке наружной поверхности изделие, установленное на оправку, тоже имеет только две опоры, что также способствует деформированию изделия. Таким образом, представляется сложным получить изделие заданного профиля и толщины (с допуском ±0,05 мм), что в свою очередь отрицательно сказывается на радиотехнических свойствах изделия. Данная задача усложняется тем больше, чем больше габариты обрабатываемого изделия.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий (Патент РФ на изобретение №2258596, 2005 г.), содержащее предназначенные для установки на токарном станке барабан для внутренней и оправку для наружной обработки изделия, имеющие узлы фиксации последнего, шлифовальную головку, при этом барабан и оправка снабжены равномерно расположенными по длине изделия дополнительными узлами фиксации его стенки, количество которых равно частному от деления длины изделия на диаметр его основания.

К недостаткам известного устройства относится то, что из-за различных технологических факторов (разброс значений усадки при обжиге, наличие эллипсности и т.д.) геометрические размеры крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий не являются величиной постоянной, в результате чего при установке таких изделий в барабан для внутренней обработки оказывается чрезвычайно трудно подобрать размер дополнительного узла фиксации стенки изделия, в результате чего полная фиксация стенки не происходит. При установке же обработанного внутри изделия на оправку для наружной обработки возникают те же трудности из-за того, что обработка внутренней поверхности изделия происходит с некоторой долей отклонения по толщине и заданному профилю, а применяемые дополнительные узлы фиксации обеспечивают увеличение жесткости изделия в ограниченной части ее поверхности.

Задачей настоящего изобретения является устранение дефектов при механической обработке крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий типа носовых диэлектрических конусов летательных аппаратов за счет повышения их жесткости при механической обработке.

Поставленная задача достигается тем, что предложено устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, содержащее предназначенные для установки на токарном станке барабан для внутренней и оправку для наружной обработки изделия, имеющие узлы фиксации последнего, и шлифовальную головку, отличающееся тем, что барабан и оправка снабжены резиновой камерой, расположенной вдоль поверхности изделия между узлами фиксации.

Авторы установили, что снабжение барабана и оправки резиновой камерой, расположенной вдоль поверхности изделия, между узлами фиксации, позволяет существенно увеличить дополнительную фиксацию стенки обрабатываемого изделия. Перед началом механической обработки в резиновую камеру подается вода под давлением, исключающим зарождение дефектов в материале заготовки (0,2-0,3 прочности при изгибе материала). Подача воды в резиновую камеру приводит к тому, что она расширяется и равномерно подпирает обрабатываемое изделие, в результате чего значительно уменьшается деформация стенки изделия, происходит перераспределение давления от шлифовальной головки на всю поверхность обрабатываемого изделия, что в свою очередь облегчает механическую обработку изделия и существенно улучшает ее качество.

На фигуре 1 представлено устройство для механической обработки внутренних поверхностей крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, на фигуре 2 - то же для обработки наружных поверхностей.

Устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий содержит: барабан 1 для внутренней обработки заготовки, имеющий узлы фиксации изделия 2, шлифовальную головку 3, оправку 4 для наружной обработки, имеющую узлы фиксации 5, резиновую камеру 6.

Устройство работает следующим образом.

На токарный станок устанавливают барабан для внутренней обработки 1 (фигура 1), в барабан устанавливают изделие, которое закрепляют в нем с помощью узлов фиксации 2, затем в резиновую камеру 6, расположенную непосредственно в барабане, вдоль поверхности изделия между узлами фиксации, подают воду под рассчитанным давлением, после чего при помощи шлифовальной головки 3 производят механическую обработку внутренней поверхности изделия до необходимого профиля. После обработки внутренней поверхности на станок устанавливают оправку 4 для наружной обработки (фигура 2). На оправку устанавливают изделие и закрепляют при помощи узлов фиксации 5, затем в резиновую камеру 6, расположенную внутри изделия между узлами фиксации, подают воду под тем же давлением. После закрепления изделия при помощи шлифовальной головки производят механическую обработку наружной поверхности.

Предложенное устройство чрезвычайно просто в изготовлении и эксплуатации, особенно успешно может применяться при механической обработке крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий типа носовых диэлектрических конусов летательных аппаратов, при этом существенно снижает уровень шума в производственных помещениях.

Источник информации

1. Хрульков В.А. и др. Механическая обработка деталей из керамики и ситаллов. - Издательство Саратовского университета, 1975 г.

2. Патент РФ на изобретение №2258596, 2005.

Устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, содержащее предназначенные для установки на токарном станке барабан для внутренней или оправку для наружной обработки изделия, имеющие узлы фиксации последнего, и шлифовальную головку, отличающееся тем, что барабан и оправка снабжены резиновой камерой, расположенной вдоль поверхности изделия между узлами фиксации.