УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам для вибрационной обработки поверхностей поверхностным пластическим деформированием или резанием с образованием на них регулярного микрорельефа.
Известно устройство для вибрационной обработки поверхностей поверхностным пластическим деформированием [А.с. №996177, МПК: В24B 39/04]. Это устройство выполнено в виде основания, на котором установлены привод возвратно-качательного движения в виде двигателя и кулачка с толкателем и жестко закрепленный корпус с размещенным в нем державкой с инструментом - алмазным наконечником и силовым механизмом. Привод возвратно-качательного движения кинематически связан с передней частью державки, при этом на последней выполнен участок в виде плоской пружины с малой поперечной жесткостью, предназначенный для обеспечения степени свободы в направлении вибрирования. Это позволяет получать на обрабатываемой поверхности детали регулярный микрорельеф в виде системы непрерывных синусоидальных канавок.
Недостатком данного устройства является невозможность создания на обрабатываемой поверхности детали регулярного микрорельефа в виде системы дискретных некасающихся друг друга микровпадин (лунок), позволяющего улучшать эксплуатационные свойства поверхности.
Известно также устройство для вибрационной обработки поверхностей, состоящее из основания, на котором установлен привод возвратно-качательного движения в виде двигателя и кулачка с толкателем и корпус с размещенной в нем державкой, на которой выполнен участок с малой поперечной жесткостью и имеется Г-образная часть с инструментом, смещенным относительно оси качания на постоянную величину [Патент РФ №78113, МПК: B24B 39/02, B24B 39/04]. Это позволяет получать на обрабатываемой поверхности дискретные микролунки в виде прерывистых полусинусоидальных канавок.
Недостатком данного устройства является невозможность создания на обрабатываемой поверхности регулярного микрорельефа различной формы.
Наиболее близким к данной полезной модели является устройство для вибрационной обработки поверхностей деталей, состоящее из основания, на котором установлены привод возвратно-качательного движения, состоящий из двигателя и кулачка с толкателем, и корпус с размещенной в нем державкой, на которой выполнен участок с малой поперечной жесткостью и имеется Г-образный участок с инструментом, смещенным относительно оси качания державки [Патент РФ №96810, МПК: B24B 39/00]. При этом Г-образный участок державки выполнен разъемным, состоящим из горизонтальной части с инструментом и вертикальной части, которая снабжена стержнем, установленным по оси державки, на котором насажена горизонтальная часть с возможностью поворота ее вокруг стержня, а в горизонтальной части с противоположной инструменту стороны выполнено сквозное отверстие, в котором с натягом до упора в стержень установлен фиксатор угла поворота горизонтальной части.
Недостатком данного устройства является невозможность регулирования амплитуды возвратно-качательного движения инструмента и создания на обрабатываемой поверхности регулярного микрорельефа различной формы и параметров без изменения эксцентриситета кулачка.
Задача полезной модели - создание универсального устройства для вибрационной обработки, позволяющего получать на обрабатываемой поверхности регулярный микрорельеф в виде дискретных углублений разнообразной серповидной формы за счет регулирования амплитуды возвратно-качательного движения инструмента при постоянном кулачке путем изменения конструкции державки.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для вибрационной обработки поверхностей деталей, состоящим из основания, на котором установлены привод возвратно-качательного движения и корпус с размещенной в нем державкой, на которой выполнен участок с малой поперечной жесткостью и имеется разъемный, содержащий вертикальную часть в виде стержня, Г-образный участок с инструментом, смещенным относительно оси качания державки, согласно предлагаемому техническому решению на стержень державки, выполненный с удлиненной образующей, установлена Г-образная втулка с отверстием, длина которого равна длине стержня, при этом втулка имеет возможность перемещаться вдоль оси стержня и фиксироваться расположенным в нижней части втулки винтом в требуемом положении.
На фиг.1 показано устройство для вибрационной обработки поверхности пластическим деформированием или резанием; на фиг.2 - конфигурации микроканавок при различном перемещении Г-образной втулки вдоль оси стержня.
Устройство для вибрационной обработки (фиг.1) содержит основание 1 с закрепленным на нем корпусом 2, несущим державку 3 с Г-образным участком, состоящим из стержня с удлиненной образующей 4 и Г-образной втулки 5, на которой установлен инструмент с алмазным наконечником или резцом 6, смещенным относительно оси качания державки 3, а также направляющие 7, толкатель 8, кулачок 9 и электродвигатель 10. Фиксация и закрепление Г-образной втулки 5 державки 3 при ее перемещении вдоль стержня 4 осуществляется винтом 11. Инструмент 6 на Г-образной втулке 5 державки 3 поджимается пружиной 12, сила натяжения которой регулируется винтом 13 и гайкой 14. Державка 3 может быть изготовлена из пружинной стали, а переходный участок 15, соединяющий ее вибрирующую часть с неподвижной частью, выполнен в виде плоской пружины-перемычки, за счет которой происходит вибрация не всей державки, а только ее стержня 4 и Г-образной втулки 5 с инструментом 6. Зазоры между кулачком 9 и вибрирующей частью державки 3 выбираются винтом 16. После регулировки зазоров винтом 16 на толкатель 8 и вибрирующую часть державки 3 напрессовывается амортизатор, которым служит резиновая втулка 17. Цанга 18 с гайкой 19 служит для установки индикатора 20, измеритель которого касается штока 21, и устанавливает момент соприкосновения инструмента с обрабатываемой деталью и глубину микронеровностей.
1
1
1
1
1
Устройство работает следующим образом. Для заданной величины регулярного микрорельефа на обрабатываемой поверхности детали осуществляется перемещение Г-образной втулки 5 вдоль стержня 4 на требуемую длину /, после чего Г-образная втулка 5 фиксируется винтом 11. Инструмент 6, закрепленный на Г-образной втулке 5 державки 3, подводится к поверхности обрабатываемой детали до соприкосновения и поджимается через винт 13 и гайку 14 пружиной 12. Момент соприкосновения инструмента 6 с поверхностью обрабатываемой детали и требуемая глубина канавок и дискретных микролунок определяются индикатором 20, который установлен с помощью цанги 18, гайки 19 в корпусе 2 и через шток 21 соединен с державкой 3. При вращении кулачка 9 от электродвигателя 10 через толкатель 8, закрепленный в направляющих 7, вызывается возвратно-качательное движение вибрирующей части державки 3 за счет деформации участка с малой поперечной жесткостью. Величина амплитуды осцилляции инструмента е может изменяться по формуле е=е*(l+l)/l, где е - амплитуда осцилляции инструмента, а l - расстояние вершины инструмента от оси качения вибрирующей части державки 3 в крайнем нижнем положении втулки 5 на стержне 4.
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом является более универсальным и позволяет получать на поверхностях деталей оптимальный новый регулярный микрорельеф в виде дискретных микроуглублений различного вида (фиг.2), для улучшения таких эксплуатационных свойств как гидроплотность и износостойкость за счет устранения каналов сквозных утечек смазки, а также образования множества гидродинамических клиньев, при которых режим трения приближается к гидродинамическому.