close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7285

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7285
(13) C1
(19)
(46) 2005.09.30
(12)
7
(51) B 24B 39/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УПРОЧНЯЮЩЕЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
BY 7285 C1 2005.09.30
(21) Номер заявки: a 20021012
(22) 2002.12.12
(43) 2004.06.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт технической
акустики Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Луцко Валерий Федорович;
Клубович Владимир Владимирович;
Еремеев Александр Сергеевич; Сакевич Валерий Николаевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное научное учреждение "Институт технической акустики Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(56) Муханов И.И. Импульсная упрочняюще-чистовая обработка деталей ультразвуковым инструментом. - М.: Машиностроение, 1978. - C. 15-17.
BY a19990137, 2000.
SU 1426764 A1, 1988.
SU 998104 A, 1983.
(57)
1. Устройство для ультразвуковой упрочняюще-чистовой обработки коленчатых валов, содержащее направляющие, опорную плиту, имеющую возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим в направлениях вдоль и перпендикулярно
оси вала, установленный на опорной плите ультразвуковой преобразователь с выглаживающим инструментом, содержащим волновод с закрепленной на его конце рабочей частью, отличающееся тем, что рабочая часть выглаживающего инструмента выполнена в
виде параллельно расположенных двух одинаковых цилиндрических роликов, расстояние
между осями которых в направлении, параллельном оси вала, больше диаметра маслоподающего отверстия, но меньше половины длины обрабатываемого участка, а плоскость
возвратно-поступательного перемещения опорной плиты расположена к оси вала под углом β, величина которого равна
Фиг. 1
BY 7285 C1 2005.09.30
l sin α


β = arctg
,
 H − h − l cos α 
где l - длина цилиндрического ролика, мм;
α - угол между осью цилиндрического ролика и осью вала, град;
H - ширина обрабатываемого участка, мм;
h - расстояние между осями цилиндрических роликов в направлении, параллельном оси
вала, мм.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит присоединенный к ультразвуковому преобразователю трансформатор амплитуды продольных колебаний, выходной
торец которого жестко связан с выглаживающим инструментом.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении и ремонте коленчатых валов.
Известно устройство для упрочнения с ультразвуком наружных цилиндрических поверхностей валов, содержащее ультразвуковой преобразователь, концентратор, расположенный на его торце деформирующий элемент в виде ролика, установленного под углом к
оси детали, имеющего возможность вращения вокруг собственной оси и перемещения
вдоль нее [1].
Известное устройство не позволяет обработать всю шейку коленчатого вала вследствие упора концентратора в поверхность щек. Так как центр пятна контакта ролика с обрабатываемой поверхностью находится на оси волновода, то необработанным остается
прилегающий к щекам коленчатого вала участок, минимальная ширина которого равна
радиусу торца концентратора. Наряду с этим от ударного воздействия ролика, колеблющегося с ультразвуковой частотой, деформируется край маслоподающего отверстия.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению
является устройство для упрочняюще-чистовой обработки ультразвуковым инструментом
шеек валов, содержащее ультразвуковой генератор и опорную плиту, смонтированную на
суппорте токарного станка. На плите установлены ультразвуковой преобразователь с выглаживающим инструментом, содержащим концентратор (волновод) с закрепленной на
его конце рабочей частью в виде полусферы [2].
Это устройство предназначено только для обработки цилиндрических поверхностей, в
том числе шеек коленчатых валов, и не может быть использовано без дополнительных переналадок и приспособлений для обработки глубоко расположенных между высокими
щеками шеек и галтелей коленчатых валов.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение технологических возможностей устройства, улучшение качества обработки и увеличение номенклатуры обрабатываемых деталей.
Сущность изобретения состоит в том, что устройство для ультразвуковой упрочняюще-чистовой обработки коленчатых валов, содержащее направляющие, опорную плиту,
имеющую возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим в направлениях вдоль и перпендикулярно оси вала, установленный на опорной плите ультразвуковой преобразователь с выглаживающим инструментом, содержащим волновод с закрепленной на его конце рабочей частью, выполненной в виде расположенных параллельно двух одинаковых цилиндрических роликов, расстояние между осями которых в
направлении, параллельном оси вала, больше диаметра маслоподающего отверстия, но
меньше половины длины обрабатываемого участка, а плоскость возвратно-поступательного перемещения опорной плиты расположена к оси вала под углом β, величина которого равна:
2
BY 7285 C1 2005.09.30
l sin α


β = arctg
,
 H − h − l cos α 
где l - длина цилиндрического ролика, мм;
α - угол между осью цилиндрического ролика и осью вала, град;
H - ширина обрабатываемого участка, мм;
h - расстояние между осями цилиндрических роликов в направлении, параллельном оси
вала, мм.
К ультразвуковому преобразователю дополнительно присоединен трансформатор амплитуды продольных колебаний, выходной торец которого жестко связан с выглаживающим инструментом.
Выполнение в заявляемом устройстве рабочей части выглаживающего инструмента в
виде двух одинаковых цилиндрических роликов, расстояние между осями которых в направлении, параллельном оси вала, больше диаметра маслоподающего отверстия, исключает возможность попадания деформирующих элементов в отверстие одновременно. Т.о.,
предотвращаются возможная деформация краев маслоподающего отверстия и поломка
инструмента. Вместе с тем, это расстояние должно быть меньше половины ширины обрабатываемого участка, так как участки, обработанные первым и вторым деформирующим
элементом, должны пересекаться.
Расположение в предлагаемом изобретении плоскости возвратно-поступательного перемещения опорной плиты под расчетным углом β к оси вала обусловлено необходимостью обработки шейки и галтелей за один проход инструмента. В этом случае обработка
шейки производится скольжением по ней боковой поверхности роликов, а обработка галтелей осуществляется торцами роликов. При этом в процессе упрочняюще-чистовой обработки пятна контакта непрерывно смещаются как по поверхности шейки, так и по поверхностям цилиндрических роликов вдоль их образующих, что положительно влияет на
качество обработки и эксплуатационные характеристики деформирующих элементов.
Введение в предлагаемое устройство дополнительно трансформатора амплитуды продольных колебаний обусловлено необходимостью повышения амплитуды деформирующих элементов. В результате этого концентратор (волновод конического типа), служащий
также для усиления амплитуды колебаний выглаживающего инструмента, можно заменить волноводом цилиндрического типа, что дает возможность без использования дополнительных переналадок и приспособлений вести обработку глубоко расположенных между высокими щеками шеек и галтелей коленчатых валов. Наряду с этим, без изменения
конструкции устройства, возможно применение трансформаторов амплитуды продольных
колебаний с разными коэффициентами усиления. Т.о., изменяя амплитуду колебаний инструмента, можно оптимизировать процесс обработки валов с различными физико-механическими и геометрическими параметрами.
Изобретение поясняется фиг. 1-4, где на фиг. 1 изображено предполагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - ультразвуковой выглаживающий
инструмент, общий вид; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.
Устройство для ультразвуковой упрочняюще-чистовой обработки шеек коленчатого
вала 1 содержит ультразвуковой генератор (не показан), последовательно соединенные преобразователь ультразвуковых колебаний 2, трансформатор амплитуды продольных колебаний 3, ультразвуковой выглаживающий инструмент 4, составляющие акустическую систему. Посредством фланца, выполненного в узле колебаний трансформатора амплитуды,
акустическая система с возможностью поворота крепится к корпусу 5 преобразователя.
Корпус подпружинен и расположен внутри стакана 6, который при помощи держателей 7,
с возможностью поворота, стакан крепится к верхней опорной плите 8. Верхняя опорная
плита имеет возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим 9
3
BY 7285 C1 2005.09.30
вдоль обрабатываемой поверхности, а угол ее подъема относительно нижней плиты 10 устанавливают поворотом вокруг оси 11 по шкале 12 с делениями. Необходимое статическое
усиление прижима инструмента к обрабатываемой поверхности обеспечивают подачей нижней плиты по направляющим 13 перпендикулярно оси шейки вала за счет сжатия пружины
14.
Ультразвуковой выглаживающий инструмент 4 содержит волновод 15 и рабочую
часть 16 в виде расположенных параллельно двух одинаковых цилиндрических роликов
из высокопрочного и износостойкого материала, жестко закрепленных на конце волновода. При этом расстояние между осями роликов в направлении оси шейки вала должно
быть равно или больше диаметра маслоподающего отверстия, а их радиус - в пределах
г = 1,5-5,0 мм, т.е. близким или равным радиусу обрабатываемых галтелей вала.
Устройство работает следующим образом.
Коленчатый вал 1 устанавливают в центрах или центросместителях токарного станка.
Путем поворота акустической системы, в состав которой входит ультразвуковой выглаживающий инструмент 4, относительно корпуса 5 преобразователя 2 устанавливают
определенное значение угла наклона α оси роликов 16 к оси шейки вала в рекомендуемых
пределах 45°-90°. По известным значениям угла α между осью цилиндрического ролика и
осью детали, ширины шейки коленчатого вала H, расстоянию между осями цилиндрических роликов в направлении, параллельном оси детали h, длине цилиндрического ролика
l определяют угол β между плоскостью возвратно-поступательного перемещения опорной плиты 10 и осью детали. Угол β устанавливают по шкале 12 путем поворота опорной
плиты относительно нижней плиты 10 вокруг оси 11. Подводят один из цилиндрических
роликов рабочей части инструмента 16 до упора в галтель. Перемещением нижней плиты
по направляющим 13 сжимают тарированную прижимную пружину 14, которая создаст
необходимое статическое усилие в зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью. Затем с одновременным включением вращения вала и подачей ультразвуковых
колебаний на инструмент производят механическую подачу расположенной в наклонной
плоскости верхней опорной плиты по направляющим 9 вдоль шейки вала до упора в противоположную галтель. Выключают станок и отводят инструмент. Цикл упрочняюще-чистовой обработки шейки и галтелей коленчатого вала окончен.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает по сравнению с известными
устройствами следующие преимущества: значительно увеличивается срок службы инструмента, так как в процессе обработки пятно контакта смещается вдоль образующей линии цилиндрических роликов по всей их длине; машинное время обработки валов с галтелями (например, шатунных и коренных шеек и галтелей коленчатых валов автотракторных двигателей) на финишной операции уменьшается благодаря обработке галтелей и
шейки за один проход инструмента без дополнительных устройств и переналадок; улучшается качество обработки галтелей и шеек валов за счет задания инструменту оптимальной амплитуды колебаний путем выбора трансформатора амплитуды продольных колебаний с заданным коэффициентом усиления.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1426764, МПК В 08В 3/12, 1984.
2. Муханов И.И. Импульсная упрочняюще-чистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом. - M.: Машиностроение, 1978. - С. 15-17, 31.
4
BY 7285 C1 2005.09.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
218 Кб
Теги
патент, by7285
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа