УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к абразивной обработке ферромагнитными порошками в магнитном поле, и может быть использована для магнитно-абразивной обработки деталей из сталей, цветных металлов, сплавов и неметаллических материалов, имеющих плоские поверхности.
Известно устройство для обработки поверхностей магнитно-абразивным порошком, содержащее вращающуюся головку, выполненную с торцевой рабочей поверхностью, корпус которой, являющийся сердечником, образован внутренним и наружным кольцевыми полюсами, и в кольцевой канавке которого расположены электромагнитные катушки. При этом в зазоре между электромагнитными катушками устройства и обрабатываемой поверхностью детали размещен магнитно-абразивный порошок (Авторское свидетельство СССР №315577, МПК В24В 31/10, опубл. 1971).
Недостатком описанного устройства является низкая производительность, обусловленная потерями магнитно-абразивного порошка при повышении частоты вращения шпинделя станка вследствие того, что магнитная индукция электромагнитных катушек недостаточна для удержания магнитно-абразивного порошка, разлетающегося под действием центробежных сил.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для магнитно-абразивной обработки, содержащее магнитный индуктор, выполненный в виде корпуса с расположенным в нем блоком из радиально установленных и чередующихся между собой постоянных магнитов и магнитопроводов, и хвостовик. При этом в неподвижном корпусе устройства установлен
вращающийся корпус, внутри которого размещен механизм рабочих движений индуктора и магнитный индуктор, связанный с эксцентриковым механизмом осцилляции. В состав механизма рабочих движений входят хвостовик, соединенный с ведущей шестерней, пальцем и планетарным механизмом. В зазоре между магнитным индуктором и обрабатываемой поверхностью размещены зерна магнитно-абразивного порошка (Авторское свидетельство СССР №1201109, МПК В24В 31/112, опубл. 1985).
Недостатками описанного устройства являются низкая производительность вследствие низкой скорости движения зерен магнитно-абразивного порошка относительно обрабатываемой поверхности детали, обусловленной при увеличении частоты вращения шпинделя станка перемещением под действием центробежных сил и потерям магнитно-абразивного порошка из зазора между рабочей поверхностью устройства и поверхностью обрабатываемой детали вследствие ограниченной магнитной индукцией постоянных магнитов, а также невысокие технологические возможности, обусловленные отсутствием возможности регулирования амплитуды осцилляции зерен магнитно-абразивного порошка, что приводит к образованию на обрабатываемой поверхности детали пересекающихся рисок с постоянными характеристиками, и сложность конструкции.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения производительности, расширения технологических возможностей и упрощения конструкции.
Для достижения данного технического результата устройство для магнитно-абразивной обработки, содержащее магнитный индуктор, выполненный в виде корпуса с расположенным в нем блоком из радиально установленных и чередующихся между собой постоянных магнитов и магнитопроводов, и хвостовик, снабжено эластичным элементом, охватывающим наружную сторону корпуса магнитного индуктора, жестко закрепленным на нем и расположенным ниже рабочей поверхности устройства на величину, равную наибольшей величине зазора между рабочей поверхностью устройства
и поверхностью обрабатываемой детали, в корпусе магнитного индуктора выполнены каналы подвода и канал отвода жидкой смеси, верхние концы которых предназначены для соединения с системой подачи и регенерации жидкой смеси, при этом нижние концы каналов подачи размещены между боковыми поверхностями корпуса магнитного индуктора и блока и их выходные отверстия равномерно расположены на рабочей поверхности корпуса магнитного индуктора по окружности на осях, находящихся в плоскости симметрии каждого магнита и магнитопровода, а канал отвода жидкой смеси расположен вдоль центральной оси корпуса магнитного индуктора, выполненного монолитно с хвостовиком.
Повышение производительности, расширение технологических возможностей и упрощение конструкции обеспечивается тем, что устройство для магнитно-абразивной обработки снабжено эластичным элементом, охватывающим наружную сторону корпуса магнитного индуктора, жестко закрепленным на нем и расположенным ниже рабочей поверхности устройства на величину, равную наибольшей величине зазора между рабочей поверхностью устройства и поверхностью обрабатываемой детали, в корпусе магнитного индуктора выполнены каналы подвода и канал отвода жидкой смеси, верхние концы которых предназначены для соединения с системой подачи и регенерации жидкой смеси, при этом нижние концы каналов подачи размещены между боковыми поверхностями корпуса магнитного индуктора и блока и их выходные отверстия равномерно расположены на рабочей поверхности корпуса магнитного индуктора по окружности на осях, находящихся в плоскости симметрии каждого магнита и магнитопровода, а канал отвода жидкой смеси расположен вдоль центральной оси корпуса магнитного индуктора, выполненного монолитно с хвостовиком.
Повышение производительности обусловлено возможностью увеличения частоты вращения шпинделя станка без потерь зерен магнитно-абразивного порошка вследствие существования механического препятствия в виде эластичного элемента, охватывающего наружную сторону корпуса
магнитного индуктора, жестко закрепленного на нем и расположенного ниже рабочей поверхности устройства на величину, равную наибольшей величине зазора между рабочей поверхностью устройства и поверхностью обрабатываемой детали, и возникновения потока жидкой смеси за счет поступления по каналам подачи и выведения через канал отвода. Кроме того, на повышение производительности влияет возможности очищения от магнитно-абразивного порошка зазора между рабочей поверхностью устройства и поверхностью обрабатываемой детали без остановки станка, удаления продуктов резания из зазора, смены фракции магнитно-абразивного порошка, а также использования значительного объема магнитно-абразивного порошка, циркулирующего по системе подачи и регенерации жидкой смеси и устройству.
Расширение технологических возможностей обусловлено возможностью регулирования амплитуды осцилляции зерен магнитно-абразивного порошка за счет частоты и амплитуды пульсаций давления жидкой смеси, проходящей по каналам подачи и каналу отвода, соединенным с системой подачи и регенерации жидкой смеси.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено устройство для магнитно-абразивной обработки, продольный разрез, на фиг.2 - вид А на фиг.1. Кроме того, на фиг.1 показано:
а - зазор между рабочей поверхностью устройства и поверхностью обрабатываемой детали.
Устройство для магнитно-абразивной обработки содержит магнитный индуктор, выполненный в виде корпуса 1 с расположенным в нем блоком 2 из радиально установленных и чередующихся между собой постоянных магнитов 3 и магнитопроводов 4, и хвостовик 5 (фиг.1, 2). Устройство снабжено эластичным элементом 6, выполненным, например, из резины, охватывающим наружную сторону корпуса 1 магнитного индуктора, жестко закрепленным на нем и расположенным ниже рабочей поверхности 7 устройства на величину, равную наибольшей величине зазора (а) между
рабочей поверхностью 7 устройства и поверхностью обрабатываемой детали 8. В корпусе 1 магнитного индуктора выполнены каналы подачи 9 и канал отвода 10 жидкой смеси, в качестве которой может быть использована смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) или смазочно-охлаждающая жидкость с добавлением магнитно-абразивного порошка. Верхние концы каналов 9, 10 предназначены для соединения с системой подачи и регенерации жидкой смеси (на чертеже не показана). При этом каналы подачи 9 жидкой смеси размещены между боковыми поверхностями корпуса 1 и блока 2 и их выходные отверстия 11 равномерно расположены на рабочей поверхности корпуса 1 магнитного индуктора по окружности на осях, находящихся в плоскости симметрии каждого магнита 3 и магнитопровода 4. Канал отвода 10 смазочно-охлаждающей жидкости расположен вдоль центральной оси корпуса 1 магнитного индуктора, выполненного монолитно с хвостовиком 5.
Устройство для магнитно-абразивной обработки работает следующим образом.
В шпинделе вертикально-фрезерного станка устанавливают с помощью хвостовика 5 устройство для магнитно-абразивной обработки и закрепляют с помощью шомпола, соединенного с гидрораспределителем (на чертеже не показаны), что обеспечивает возможность подачи и отвода жидкой смеси от системы подачи и регенерации жидкой смеси. Система состоит, в частности, из гидробака, связанного с насосом плунжерного типа, приводимого в действие трехфазным асинхронным двигателем с регулятором частоты вращения тиристорного типа, а также с сепаратором, и соединенного с каналами подвода и каналом отвода жидкой смеси устройства посредством подающих и обратных трубопроводов.
Устанавливают пластиной-щупом из твердого немагнитного материала, например, меди, величину зазора (а) между рабочими поверхностью 7 устройства и поверхностью обрабатываемой детали 8. Включают систему подачи и регенерации жидкой смеси, вращение шпинделя и привод продольных
подач стола станка, с закрепленной на нем деталью 8, осуществляется в режиме возвратно-поступательных движений.
Затем в гидробак системы подачи и регенерации жидкой смеси непосредственно возле входного отверстия насоса вводится порция магнитно-абразивного порошка, который вследствие разряжения во входном патрубке насоса и давления, создаваемого насосом в выпускном патрубке, подающих трубопроводах и каналах подачи 9, попадает вместе со смазочно-охлаждающей жидкостью через отверстия 11 в рабочий зазор (а), где удерживается распределенным магнитным полем, создаваемым блоком 2. Зерна магнитно-абразивного порошка повторяют движения корпуса 1 магнитного индуктора и одновременно совершают колебательные движения относительно оси устройства, вызываемые пульсациями давления в подающей магистрали насоса. Частота и амплитуда пульсаций давления жидкой смеси обеспечиваются конструкцией насоса плунжерного типа, характеристиками трехфазного асинхронного двигателя и диапазоном регулирования его частоты вращения тиристорным регулятором, что вызывает осцилляцию частиц магнитно-абразивного порошка с задаваемой амплитудой и способствует дополнительному повышению производительности и качества обработки. Существенное повышение частоты вращения асинхронного двигателя вызывает значительное повышение давления и расхода СОЖ, что позволяет убрать магнитно-абразивный порошок из рабочего зазора (а) без остановки станка и определяет возможности удаления отработанного порошка, удаления продуктов резания из рабочего зазора, смены фракции магнитно-абразивного порошка, а также использования значительного объема магнитно-абразивного порошка, циркулирующего по всей системе подачи, отвода и регенерации жидкой смеси. Сепаратор используют для очистки СОЖ от добавленного в него магнитно-абразивного порошка.
Применение эластичного элемента 6 ограничивает выброс зерен магнитно-абразивного порошка из рабочего зазора (а) при повышенных
частотах вращения устройства, как за счет механического препятствия в виде эластичного кольца 6.
Съем отработанного магнитно-абразивного порошка с рабочей поверхности 7 устройства осуществляют с помощью скребков, изготовленных из немагнитного материала.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволяет с высокой производительностью обрабатывать плоские поверхности деталей, расширить технологические возможности и упростить конструкцию устройств.