Патент на изобретение №2253559

(54) СТАНОК ДЛЯ БЕСЦЕНТРОВОЙ СУПЕРФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для бесцентровой суперфинишной обработки цилиндрических изделий. Станок содержит два валка, предназначенных для позиционирования изделий и их перемещения. Валки установлены на расстоянии друг от друга и под углом скрещивания их осей. Величина определена как сумма величин ₁ и ₂ углов разворота первого и второго валков относительно направления перемещения изделий. При этом _{1 2}. В результате расширяются технологические возможности станка и повышается качество обработки изделий. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Станок предназначен для шлифования поверхностей изделий, в частности, для бесцентровой суперфинишной обработки поверхностей цилиндрических изделий.

Для окончательной обработки поверхностей изделий в массовом производстве широкое применение получили бесцентровые суперфинишные станки. Основной частью таких станков являются валковые устройства, которые одновременно выполняют транспортную и формообразующую функции. Валковые устройства осуществляют позиционирование изделий относительно брусков суперфинишных станций и перемещение их по всей длине обработки (см. Мазальский В.Н. Суперфинишные станки. – Л.: Машиностроение, 1988. – С.80). Для обеспечения точности обработки траектория перемещения цилиндрических изделий должна быть прямолинейной и параллельной плоскости осцилляции брусков суперфинишных станций станка.

Известные бесцентровые суперфинишные станки содержат валковые устройства, включающие в себя два валка, развернутые друг относительно друга на угол 2 и установленные на расстоянии 2 (см. Мазальский В.Н. Суперфинишные станки. – Л.: Машиностроение, 1988. – С.62). Такие валковые устройства выпускают двух типов: с постоянным углом разворота валков и возможностью регулирования межосевого расстояния; с возможностью одновременного регулирования угла скрещивания и межосевого расстояния валков. В обоих случаях каждый из валков разворачивают относительно направления перемещения обрабатываемых изделий на угол .

Другой известной формой валков бесцентровых суперфинишных станков является несимметричная криволинейная, близкая к однополостному гиперболоиду вращения (см. Мазальский В.Н. Суперфинишные станки. – Л.: Машиностроение, 1988. – С.84). Недостатком станка с такой формой валков является погрешность траектории перемещения изделий по валкам в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Указанный факт приводит к возникновению отклонений формы изделий в виде бочкообразности, седлообразности или конусообразности.

По совокупности сходных существенных признаков наиболее близким техническим решением к заявленному устройству может быть выбран, например, станок для бесцентровой суперфинишной обработки цилиндрических изделий по патенту RU №2212994, В 24 В 35/00, 1/00. Известный станок содержит два валка для позиционирования и перемещения обрабатываемых изделий, установленных на расстоянии 2 друг от друга и под углом 2 скрещивания их осей. При этом каждый из валков развернут относительно направления перемещения изделий на угол в противоположных направлениях, что создает угол 2 скрещивания валков друг относительно друга. Для обеспечения прямолинейной траектории перемещения изделий в процессе обработки наружные поверхности валков выполнены в форме нелинейчатого квазигиперболоида вращения, определяемого по приведенным зависимостям.

Известный станок для бесцентровой суперфинишной обработки цилиндрических изделий имеет следующие недостатки. Симметричность расположения валков по углу разворота X относительно направления перемещения изделий обусловливает ограниченные возможности станка при наладке.

Профиль валков при симметричном расположении, рассчитанный по известным зависимостям, имеет большую разность диаметров в различных сечениях по длине обработки. Как известно, коэффициент трения зависит от скорости относительного перемещения контактирующих поверхностей, которая в свою очередь определяется круговой скоростью и радиусом валков. Поэтому при значительной разности диаметров валков один из них является ведущим, а на другом происходит проскальзывание, что вызывает появление продольных рисок на изделиях и, в конечном счете, снижает качество обработки.

Задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей станка и повышение качества обрабатываемых изделий при бесцентровой суперфинишной обработке.

Поставленная задача решается тем, что предложен станок для бесцентровой суперфинишной обработки цилиндрических изделий, содержащий два валка для их позиционирования и перемещения, установленных на расстоянии 2 друг от друга и под углом скрещивания их осей.

Новым в предложенном способе является то, что = ₁– ₂, где ₁ и ₂ – соответственно углы разворота первого и второго валков относительно направления перемещения изделий, а _{1 2}.

Новым в предложенном способе является также то, что наружные поверхности валков характеризуются зависимостями:

для валка с углом ₁

для валка с углом ₂

где x_Bi, y_Bi, z_Bi – координаты поверхности валка, мм;

r – радиус обрабатываемого изделия, мм;

₁; ₂ – углы скрещивания осей первого и второго валков и направления перемещения изделий соответственно, град;

_i – угол контакта валка и изделия, град;

h, – наладочные координаты суперфинишного станка, мм.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении качества обработки и расширении технологических возможностей станка при бесцентровом суперфинишировании цилиндрических изделий.

На фиг.1 представлена координатная схема размещения валков на станке, на фиг.2 – расчетный осевой профиль валков.

Расчетные зависимости для определения наружной поверхности валков получены на основе теоретических положений теории огибающих в пространстве.

На фиг.1: S₀(X₀, Y₀, Z₀) – система координат изделия; S₁(X₁, Y₁, Z₁) – система координат валка с углом наклона ₁; S₂(X₂, Y₂, Z₂) – система координат валка с углом наклона ₂. Системы координат S₁ и S₂ заданы в системе координат S₀ вертикальным наладочным смещением вдоль оси Х₀ на величину h, горизонтальным наладочным смещением вдоль оси Y₀ на величины ± и поворотом против и по часовой стрелке на углы ₁ и ₂ соответственно. С целью удобства восприятия на фиг.1 валки условно не показаны.

Для нахождения наружной поверхности валков необходимо поверхность цилиндрического изделия, описанную в системе координат S₀, переместить в системы координат валков S₁ и S₂ соответственно. Условием взаимного огибания поверхностей валков и изделия при их относительном перемещении является пересечение нормалей к поверхности изделия с осями валков.

Наружные поверхности валков рассчитывают по зависимостям:

для валка с углом ₁

для валка с углом ₂

где x_Bi, У_Bi, z_Bi – координаты поверхности валка, мм;

r – радиус обрабатываемого изделия, мм;

₁; ₂ – углы скрещивания осей первого и второго валков и направления перемещения изделий соответственно, град;

_i – угол контакта валка и изделия, град;

h, – наладочные координаты суперфинишного станка, мм.

Рассчитанные таким образом валки имеют различную форму наружной поверхности в зависимости от величины углов ₁ и ₂.

На фиг.2 приведен пример осевого профиля валков, рассчитанный для следующих исходных параметров: r=20,0 мм; ₁=1° ; ₂=3° ; =80,0 мм; h=20,2 мм.

Формула изобретения

1. Станок для бесцентровой суперфинишной обработки цилиндрических изделий, содержащий два валка для их позиционирования и перемещения, установленные на расстоянии 2 друг от друга и под углом скрещивания их осей, отличающийся тем, что = ₁+ ₂, где ₁ и ₂ – соответственно углы разворота первого и второго валков относительно направления перемещения изделий, при этом _{1 2}.

2. Станок по п.1, отличающийся тем, что наружные поверхности валков характеризуются зависимостями

для валка с углом ₁

для валка с углом ₂

где x_Bj, y_Bj z_Bj – координаты поверхности валка, мм;

r – радиус обрабатываемого изделия, мм;

₁, ₂ – углы скрещивания осей первого и второго валков и направления перемещения изделий соответственно, град;

_i – угол контакта валка и изделия, град;

h, – наладочные координаты суперфинишного станка, мм.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 01.01.2006

Извещение опубликовано: 27.01.2007 БИ: 03/2007