close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5246

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5246
(13) C1
(19)
7
(51) B 24B 31/10
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
ДЕТАЛЕЙ
(21) Номер заявки: a 19990654
(22) 1999.07.01
(46) 2003.06.30
(71) Заявитель: Производственное Республиканское унитарное предприятие
"Минский автомобильный завод"
(BY)
(72) Авторы: Ящерицын Петр Иванович; Ракомсин Александр Петрович; Сергеев
Леонид Ефимович; Гулецкий Владимир Алексеевич; Сидоренко Михаил
Иванович (BY)
(73) Патентообладатель: Производственное
Республиканское унитарное предприятие "Минский автомобильный завод"
(BY)
BY 5246 C1
(57)
Устройство для магнитно-абразивной обработки деталей типа тел вращения сложной
конфигурации, установленных между полюсными наконечниками кольцевой магнитной
системы с возможностью вращения вокруг собственной оси и оси кольцевой магнитной
системы, а также с возможностью осциллирующего движения вдоль оси детали, содержащее оппозитно расположенные на рабочих поверхностях полюсных наконечников и
зеркально отражающие друг друга пояски, расстояние между которыми определяется по
формуле:
Η = f (l ) + 2δ ,
где f(l) - функциональная зависимость величины диаметра детали от координаты точки
профиля;
Н - расстояние между поясками полюсных наконечников;
l - расстояние от начала профиля детали до обрабатываемой точки;
δ - рабочий зазор между пояском и деталью,
Фиг. 1
BY 5246 C1
отличающееся тем, что продольные оси поясков расположены по проекциям линии, принадлежащей цилиндрической поверхности, проходящей через окружную ось кольцевой
магнитной системы, причем координаты линии определяются из выражения:
f (l t ) =
2πR
L
∫ r(l t )dl t
l
⋅ ∫ r (l t ) dl t ,
0
0
где r(lt) - радиус детали в обрабатываемой точке;
R - радиус окружной оси кольцевой магнитной системы;
l - расстояние от начала профиля детали до обрабатываемой точки;
L - высота детали.
(56)
SU 1069978 A, 1984.
BY 1949 C1, 1997.
SU 764954, 1980.
RU 2098258 C1, 1997.
JP 61257758 A, 1986.
Изобретение относится к магнито-абразивной обработке изделий, например к станкам
для полирования наружных поверхностей деталей типа тел вращения сложной формы из
ферромагнитных материалов, особенно таким, к которым предъявляются высокие требования по точности и качеству обработки поверхности.
Известно устройство для магнито-абразивной обработки деталей типа тел вращения
сложной конфигурации, располагаемых между полюсными наконечниками кольцевой
магнитной системы и соединенных с механизмом, приводящим их во вращение вокруг
собственной оси и оси кольцевой магнитной системы, а также в осциллирующее движение вдоль оси детали [1].
Недостатком известного устройства является низкая точность обработки и неравномерная шероховатость поверхности, так как при обработке сложного профиля магнитное поле
концентрируется на участках поверхностей, близких к поверхности полюсных наконечников. Вследствие этого, съем металла происходит неравномерно, точность обработки снижается. На вогнутых участках профиля большой кривизны съем практически прекращается.
Известно устройство [2] для магнито-абразивной обработки деталей типа тел вращения
сложной конфигурации, располагаемых между полюсными наконечниками кольцевой магнитной системы и соединенных с механизмом, приводящим их во вращение вокруг собственной оси и оси кольцевой магнитной системы, а также в осциллирующее движение вдоль
оси детали, содержащее наконечники с выполненными на них поясками, расположенными
по взаимно сопряженным зеркально отражающим одна другую винтовым линиям, подъем
которых на половине длины окружности равен длине обрабатываемого профиля, а расстояние между оппозитно расположенными поясками определяется по формуле:
H = f(l) + 2δ,
H - расстояние между оппозитно расположенными поясками полюсных наконечников;
f(l) - функциональная зависимость величины диаметра детали от координаты точки
профиля;
l - расстояние от начала профиля до обрабатываемой детали;
δ - рабочий зазор между пояском и деталью.
Поскольку элементарные участки поверхности сложнопрофильной детали, расположенные на разных диаметральных сочетаниях детали в ходе ее движения по круговому
рабочему зазору обрабатываются неравномерно, что обусловлено разным временем нахождения каждого участка поверхности детали в рабочем зазоре, наружные точки каждого
2
BY 5246 C1
диаметрального сечения детали в рабочем зазоре, наружные точки каждого диаметрального сечения детали находятся на разном расстоянии от оси вращения и, соответственно,
имеют разную скорость вращения.
Недостатком известного устройства является то, что для обеспечения постоянной скорости резания необходимо постоянно изменять скорость вращения детали вокруг собственной
оси, что требует установки в устройстве сложных по конфигурации и дорогостоящих в эксплуатации механизмов, изменяющих скорость ее вращения, например процессов. В известном устройстве требуется столько таких механизмов, сколько в нем позиций обработки, что
приводит к значительному усложнению и удоражанию устройства в целом.
Задача изобретения - упрощение конструкции устройства при сохранении качества
обработки деталей.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для магнито-абразивной обработки деталей типа тел вращения сложной конфигурации, установленных между полюсными наконечниками кольцевой магнитной системы с возможностью вращения вокруг собственной
оси и оси кольцевой магнитной системы, а полюсными наконечниками кольцевой магнитной
системы, а также с возможностью осциллирующего движения вдоль оси детали, содержащее
оппозитно расположенные на рабочих поверхностях полюсных наконечников и зеркально
отражающие друг друга пояски, расстояние между которыми определяется по формуле:
H = f(l) + 2δ,
где f(l) - функциональная зависимость величины диаметра детали от координаты точки
профиля;
H - расстояние между поясами полюсных наконечников;
l - расстояние от начала профиля детали до обрабатываемой точки;
δ - рабочий зазор между пояском и деталью,
продольные оси поясков расположены по проекциям линии, принадлежащей цилиндрической поверхности, проходящей через окружную ось кольцевой магнитной системы, причем координаты линии определяются из выражения:
f ( l) =
2πR
L
∫ r(l t ) ⋅ dl t
l
⋅ ∫ r (l t )dl t ,
0
0
где r(lt) - радиус детали в обрабатываемой точке;
R - радиус окружной оси кольцевой магнитной системы;
l - расстояние от начала профиля детали до обрабатываемой точки;
L - высота детали.
Предложенное расположение поясков по проекциям на поверхности полюсных наконечников, размещенной на цилиндрической поверхности, проходящей через окружную
ось, по которой размещают обрабатываемые детали, позволяет рассчитать координаты
линии, получаемой при этом, таким образом, что при вращении детали с постоянной угловой скоростью, одновременной осцилляцией и движении ее по круговому зазору с линейной скоростью каждая точка сложнопрофильной поверхности по всей высоте
обрабатывается за одно и то же время, что позволяет осуществить равномерность съема
материала для любой точки с постоянной скоростью резания без изменения скорости их
вращения, а значит, без применения дополнительных дорогостоящих устройств регулирования скорости, поскольку каждая точка обрабатываемой поверхности будет находиться в
контакте с ферроабразивным порошком (ФАП) в магнитном поле одинаковое время.
Таким образом, предложенное устройство позволяет производить качественную равномерную обработку по всей длине криволинейной образующей детали без изменения угловой скорости вращения детали.
Изобретение поясняется чертежами, где на
фиг. 1 приведена кинематическая схема предложенного устройства;
3
BY 5246 C1
фиг. 2 - вид А на фиг. 1;
фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1;
фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1;
фиг. 5 - проекция продольных осей поясков на цилиндрическую поверхность, проходящую через окружную ось позиционирования обрабатываемых деталей;
фиг. 6 - вид Г на фиг. 5;
фиг. 7 - взаимодействие детали с рабочей поверхностью поясков полюсных наконечников в зоне кругового зазора.
Устройство состоит из станины 1 (фиг. 1), кольцевой магнитной системы 2 с полюсными магнитными наконечниками 3, 4, образующими между собой круговой рабочий зазор 5 (фиг. 2), в котором установлены по окружной оси 6 позиционирования оси 7
обрабатываемых деталей 8. Магнитный поток ФАП создается катушкой 9.
Обрабатываемая деталь 8 получает вращение от привода вокруг своей оси 7 со скоростью W, вращение вокруг оси 10 кольцевой магнитной системы 2 со скоростью WR и осциллирующее движение вдоль оси 7 со скоростью Vосц. На поверхности полюсных
наконечников 3, 4 выполнены пояски 11, 12 (фиг. 3, 4), расположенные по взаимно сопряженным, зеркально отражающим одна другую линиям, образующим круговой зазор 5.
При этом расстояние между оппозитно установленными поясками определяется по формуле:
H = f(l) + 2δ,
где f(l) - функциональная зависимость величины диаметра детали 8 от координаты точки
ее профиля, мм;
l - расстояние от начала профиля до обрабатываемой точки, мм;
δ - рабочий зазор между пояском и деталью, мм.
Для равномерной обработки элементарных участков поверхностей 13 сложнопрофильной детали 8 в ходе ее движения по круговому зазору 5 уравнивают скорости наружных точек, неравномерно удаленных от оси 7, а следовательно, уравнивают время
нахождения каждого участка обрабатываемой поверхности 13 в рабочем зазоре 5 независимо от высоты, на которой находится сечение детали 8.
С этой целью рассчитывают координаты линии (фиг. 5, 6) продольных осей 14, 15
поясков 11, 12 с целью расположения последних по проекциям на поверхности полюсных
наконечников 3, 4, размещенной на цилиндрической поверхности 16, проходящей через
окружную ось 6 рабочего кругового зазора 5 по формуле:
f ( l) =
2πR
L
∫ r(l t )dl t
l
⋅ ∫ r (l t )dl t ,
0
0
где r(lt) - радиус детали 8 в обрабатываемой точке;
R - радиус окружной оси 6 кольцевой магнитной системы 2;
l - расстояние от начала профиля 13 детали 8 до обрабатываемой;
L - высота детали 8.
Вывод формулы осуществляется из условия равномерности съема материала обрабатываемой поверхности 13 в любой точке по всей высоте детали 8. При этом каждая точка
поверхности 13 контактирует с ФАП в магнитном поле зазора 5 одинаковое время t.
Схема взаимодействия детали 8 с поясками 11, 12 в произвольном сечении, перпендикулярном оси 7, показана на фиг. 7. Если путь S1, S2, пройденный точкой окружности
вдоль поясков 11, 12 для обоих наконечников 3, 4 магнитной системы 2, а t1 и t2 время
прохождения, тогда:
S1 = (V(l) + VП) ⋅ t1,
S2 = (V(l) - VП) ⋅ t2.
где V(l), VП - соответственно линейная и переносная скорости движения точки.
4
BY 5246 C1
Поскольку VП << V(l), то переносной скоростью можно пренебречь, а длина поясков
11, 12 для обоих наконечников 3, 4 магнитной системы 2 одинакова в любом произвольном сечении, перпендикулярном оси 7, то:
S1 = S2 = S(l).
Таким образом, время прохождения точки окружности детали 8 вдоль обоих наконечников 3, 4 одинаково t1 = t2, что позволяет рассматривать характер линии продольных осей 14,
15 на одном наконечнике магнитной системы 2. При главном условии решения задачи - постоянства времени нахождения любой точки обрабатываемой детали 8 в контакте с ФАП:
S(l)
t=
= const .
V ( l)
Выразив линейную скорость через угловую получаем:
V(l) = W ⋅ r(l) или
S(l)
= const .
W ⋅ r ( l)
Поскольку угловая скорость вращения детали 8 постоянна, то:
S(l)
= c = const .
r ( l)
На фиг. 6 наглядно отображено, что S(l) = W ⋅ tgα(l) = Wf'(l),
где W - ширина пояска 11, 12 вдоль оси 7 детали 8;
α - угол между касательной и образующей пояска 11, 12 и осью 7 детали 8;
r(l) - радиус детали 8 в точке обработки.
S(l) C
После преобразования получаем: f ' (l) =
=
⋅ r ( l)
W W
и далее f (l) =
C l
r (l t )dl t + C1 .
W 0∫
При условии прохождения продольных осей 14, 15 через начало координат 0, совпадающее с начальной точкой высоты детали 8 f(0) = 0.
Тогда С1 = 0, следовательно, имеем:
f ( l) =
C l
r (l t )dl t .
W 0∫
(1)
Определяем константу С при положении продольных осей 14, 15 в конечной точке детали 8 по высоте L:
f (L) = 2πR ,
(2)
где R - радиус окружной оси 6 кольцевой магнитной системы 2.
Приравниваем выражения (1) и (2):
CL
r (l t )dl t
W 0∫
2πR =
После преобразования получаем:
C=
2πR ⋅ W
L
.
∫ r(l t )dl t
(3)
0
Подставляя выражение (3) в формулу (1), имеем окончательную формулу:
f ( l) =
2πR
L
∫ r(l t )dl t
l
∫ r(l t ) ⋅ dl t .
0
0
5
(4)
BY 5246 C1
Согласно искомому уравнению, например, для конической формы обрабатываемой
поверхности 13 детали 8 расположение пояска 11, 12 на полюсных наконечниках 3, 4 имеет вид одной ветви параболы:
2πR (al 2 (2 + b)
f (l ) = l
,
(5)
∫ (al + b)dl
0
где a и b - константы (коэффициенты параболы).
Устройство работает следующим образом.
Обрабатываемую деталь 8 помещают в рабочий зазор 5 между полюсными наконечниками 3, 4. От приводов детали 8 сообщает вращение вокруг своей оси 7 со скоростью
W, вращение вокруг оси 10 кольцевой магнитной системы 2 со скоростью WR и осциллирующее движение вдоль оси 7 со скоростью Vосц. ФАП в рабочем зазоре 5 удерживается
силами магнитного поля, создаваемого катушкой 9 и магнитной системой 2. При вращении детали 8 вокруг оси 10 магнитной системы 2 производится последовательная обработка всех участков сложнопрофильной поверхности 13 обрабатываемой детали 8.
Конструкция полюсных магнитных наконечников 3, 4 обеспечивает постоянный рабочий зазор δ, а расчет координат линии продольных осей 14, 15 поясков 11, 12 для расположения последних по проекциям на поверхности наконечников 3, 4, размещенной на
цилиндрической поверхности 16, проходящей через окружную ось 6 по предложенной
формуле (4), позволяет обрабатывать каждую точку ее сложнопрофильной поверхности 13
по всей высоте обработки за одно и то же время, что в конечном итоге повышает точность
обработки и позволяет получить равномерную шероховатость поверхности 13 без изменения угловой скорости вращения посредством дорогостоящих устройств, выравнивающих
угловую скорость, на каждой позиции обработки.
Таким образом, предложенное устройство кроме упрощения конструкции повышает
точность обработки фасонных изделий в 1,45-1,6 раза.
Источники информации:
1. А.с. СССР 403537, В 24В 31/10, 1971.
2. А.с. СССР 1069978, В 24В 31/10, 1978 (прототип).
Фиг. 2
Фиг. 3
6
BY 5246 C1
Фиг. 4
Фиг. 6
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
7
Фиг. 5
Фиг. 7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
160 Кб
Теги
by5246, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа