устройство для безабразивной ультразвуковой финишной обработки поверхностей сложного профиля

Классы МПК:B24B1/04 с воздействием вибрацией на шлифовальные или полировальные инструменты, шлифовальные или полировальные среды или детали, например шлифование с помощью ультразвуковой частоты
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Головлев Геннадий Алексеевич,
Паньшин Виталий Иванович,
Максимов Дмитрий Евгеньевич
Приоритеты:
подача заявки:
1998-07-01
публикация патента:

Устройство может быть использовано в автомобилестроении, приборостроении и других отраслях техники. Колебательная система размещена на поперечных направляющих, установленных перпендикулярно оси волновода. Демпфирующие элементы закреплены на раме и расположены по разные стороны колебательной системы. Колебательная система закреплена на оси державки с возможностью наклона относительно оси вращения детали на угол устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 = устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 45o. Инструмент закреплен под углом устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 = 110° к оси колебательной системы. Демпфирующие элементы расположены вдоль и поперек ее оси. Изобретение позволяет обрабатывать поверхности сложного профиля с получением поверхностей с уменьшенной шероховатостью. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2

Формула изобретения

Устройство для безабразивной ультразвуковой финишной обработки поверхностей сложного профиля, содержащее колебательную систему, состоящую из корпуса, преобразователя и волновода, на конце которого закреплен инструмент, и демпфирующие элементы, один из которых, предназначенный для создания усилия прижима, расположен вдоль оси колебательной системы, отличающееся тем, что оно снабжено державкой с осью, на которой с возможностью наклона на угол устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 = устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 45o относительно оси вращения обрабатываемой детали закреплена колебательная система, инструмент закреплен под углом устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 = 110o к оси колебательной системы, а другой демпфирующий элемент расположен на державке перпендикулярно оси колебательной системы с возможностью взаимодействия с ней и передачи на нее усилия прижима.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится, в частности, к безабразивной ультразвуковой финишной обработке поверхностей сложного профиля, который позволяет увеличить твердость, уменьшить шероховатость и коэффициент трения, и может быть использовано в автомобилестроении, тракторной промышленности, приборостроении и других областях науки и техники с целью повышения качества продукции.

Известно устройство для ультразвуковой безабразивной обработки, имеющее раму с возможностью перемещения только в продольном направлении, колебательную систему и механизм прижима. Устройство не имеет возможности сканирования по всем точкам обрабатываемой поверхности, идеального контакта профиля поверхностей инструмент - деталь практически получить невозможно. В процессе обработки таким устройством наблюдаются необработанные участки поверхности. Для полного контакта и полного сопряжения обрабатываемой поверхности с поверхностью инструмента необходимо использовать большие усилия прижима и мощность ультразвуковых колебаний.

Применение устройства в изобретении не позволяет обрабатывать поверхности сложной формы, так как отсутствует необходимая для этого степень свободы.

Технической задачей является уменьшение шероховатости, коэффициента трения и увеличения микротвердости, что достигается наличием степени свободы колебательной системы относительно оси закрепления, наличием демпфирующего элемента, расположенного перпендикулярно, а инструмент имеет форму сферы или цилиндра, ось которого расположена под углом устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 = 110o к оси колебательной системы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - схема сил, действующих в процессе обработки поверхности.

Устройство состоит из державки (13) и корпуса колебательной системы (4), закрепленного на оси (12). Внутри корпуса (4) колебательной системы находится корпус (6) преобразователя (5), подвижный вдоль оси X". Магнитострикционный преобразователь (5) жестко закреплен в подвижной части корпуса (6). Для охлаждения работающего преобразователя (5) служат два штуцера (7). Можно использовать смазочно-охлаждающую жидкость от гидросистемы станка.

Демпфирующий элемент Пx" расположен между корпусом колебательной системы (4) и подвижной частью корпуса (6) преобразователя (5) и служит для создания усилия прижима вдоль оси X". Регулирование усилия прижима производится упорной гайкой (8). На торце преобразователя крепится волновод (3) с массой M, на конце которого закреплен инструмент, ось Y"" которого расположена под углом устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 = 110o к оси X". Инструмент с массой m сделан из твердосплавного материала и имеет сферическую поверхность с радиусом Rин устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 1/3 наименьшего диаметра обрабатываемой поверхности сложной формы.

Перпендикулярно оси колебательной системы X" расположен демпфирующий элемент Пy, который закреплен между державкой (13) и корпусом колебательной системы, обеспечивающий наклон оси X" под углом устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 45o и поперечную составляющую P"" рабочего усилия прижима. Для регулировки усилия прижима и выбора начального угла наклона устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504 в корпус державки (13) вмонтирован регулирующий упор (11). Оба демпфирующих элемента Пx" и Пy служат для поджатия поверхности инструмента (1) к поверхности (9) обрабатываемой детали (10).

Демпфирующие элементы могут быть выполнены в виде пружины сжатия, пневматических, гидравлических или других элементов, обеспечивающих передачу заданного усилия прижима.

Для работы с цилиндрической поверхностью, имеющей уступы, применяют инструмент в виде цилиндра, торец которого имеет круглую форму. Рабочая поверхность инструмента должна соответствовать условиям резонанса.

Работа устройства

Упорной гайкой (8) выставляют необходимое усилие прижима Рx" демпфирующего элемента Пx" вдоль оси X". Регулирующим упором (11) выставляют необходимое усилие прижима Py" демпфирующего элемента Пy.

Обрабатываемой заготовке задается вращательное движение с определенной скоростью. Рабочему инструменту (2), закрепленному на торце волновода (3), сообщают ультразвуковые колебания. Инструмент (1) подводится к обрабатываемой поверхности (9) детали (10). Включается подача SX, инструмент начинает перемещаться по направлению SR, имеющему продольную SX и поперечную SY составляющие

SR = SX + SY

При включении ультразвукового генератора ультразвуковые колебания от преобразователя поступают на волновод и в виде продольных и поперечных колебаний распространяются по рабочему инструменту. Рабочий инструмент по отношению к вибрирующему волноводу является балкой, с одной стороны связанной с источником колебаний, с другой - с обрабатываемой поверхностью. На форму колебаний рабочей поверхности оказывает существенное влияние механический момент, связанный с массами M и m. В зависимости от угла закрепления и соотношения масс M и m рабочая поверхность инструмента совершает колебательные движения, близкие к круговой поляризации, что облегчает процесс обработки. При механическом воздействии поверхности инструмента на микронеровности детали происходит их пластическая деформация до заданной величины.

Воздействуя на рабочую поверхность инструмента, поверхность детали создает силу реакции PN"", равную рабочему усилию прижима Pn"", которая составляет 10 - 15 кг и определяется соотношением

устройство для безабразивной ультразвуковой финишной   обработки поверхностей сложного профиля, патент № 2147504

где P" = Py"(l2/l1),

где P" - вертикальная составляющая усилия демпфирующего элемента Пy с учетом плеч l1 и l2;

Py" - вертикальная составляющая усилия элемента Пy в точке B;

l1 - плечо от оси закрепления (12) до контакта рабочего инструмента в точке A с обрабатываемой поверхностью;

l2 - плечо от оси закрепления (12) до точки B приложения силы элемента Пy;

Px" - усилие элемента Пx".

Класс B24B1/04 с воздействием вибрацией на шлифовальные или полировальные инструменты, шлифовальные или полировальные среды или детали, например шлифование с помощью ультразвуковой частоты

способ удаления заусенцев с малогабаритных деталей -  патент 2516326 (20.05.2014)
ультразвуковое устройство для поверхностной обработки природного и искусственного камня -  патент 2479401 (20.04.2013)
способ шлифования периферией круга -  патент 2468905 (10.12.2012)
способ шлифования периферией круга -  патент 2466844 (20.11.2012)
способ колебательного шлифования -  патент 2452602 (10.06.2012)
способ плоского виброшлифования -  патент 2449875 (10.05.2012)
способ вибрационного плоского шлифования -  патент 2449871 (10.05.2012)
способ восстановления деталей из алюминия и его сплавов -  патент 2427457 (27.08.2011)
способ плоского шлифования с наложением ультразвуковых колебаний -  патент 2418671 (20.05.2011)
способ круглого наружного шлифования с наложением ультразвуковых колебаний -  патент 2418670 (20.05.2011)
Наверх