УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения, может быть реализовано в ремонтном производстве, использоваться при абразивной обработке на суперфинишных станках, а также как отдельное устройство, устанавливаемое на токарных, карусельных и других станках.
Известно устройство для суперфиниширования, содержащее механизм осцилляции с гидроцилиндром и инструментальную головку, устройство снабжено вторым гидроцилиндром, шток поршня которого соединен с инструментальной головкой, а рабочие полости соединены жесткими объемами жидкости с соответствующими рабочими полостями гидроцилиндра механизма осцилляции. [Патент РФ, №2074083, кл. В 24 В 35700, 1992 г.]
Однако данная конструкция устройства для суперфиниширования обеспечивает только жесткое суперфиниширование, так как гидроцилиндр прижима бруска обеспечивает только жесткий прижим инструмента к обрабатываемой поверхности и не обеспечивает упругое суперфиниширование.
Известно устройство для суперфиниширования, рассмотренное в качестве прототипа, содержит механизм осциллирования, который имеет пневмопривод, состоящий из пневмораспределительного узла с вращающимся золотником и дросселем, инструментодержателя, и цилиндра прижима бруска (механизм нагружения инструмента). Последний состоит из корпуса, внутри которого установлен стакан с неподвижным поршнем, выполненным за одно целое со штоком. Шток жестко закреплен на корпусе. Внутри штока установлена ось с диском. Поршень и диск имеют отверстия и пазы, обеспечивающие свободное движение жидкости. Диск выполнен с
возможностью фиксированного поворота. [Патент РФ, №2225785, кл. В 24 В 35/00, 2004.03.20]
Но конструкция рассматриваемого приспособления требует применения дополнительных энергоресурсов (сжатый воздух, масло), пневмораспределительной и гидрораспределительной аппаратуры (трубопроводов, клапанов, узлов распределения воздушных потоков и т.п.), что повышает требования по герметичности, предъявляемые к устройству, также конструкция усложняется за счет использования диска и поршня с большим количеством отверстий и пазов, к которым предъявляются требования по взаимному расположению в процессе работы.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей за счет упрощения конструкции устройства и возможности управления процессом упругого суперфиниширования.
Задача решается следующим образом: устройство для суперфиниширования содержит корпус, закрепленный в резцедержателе станка, инстументодержатель с абразивным бруском, механизм осциллирования, механизм прижима бруска с рукояткой, причем механизм осциллирования выполнен из электродвигателя, на выходном конце вала которого, посредством шпоночного соединения установлена оправка, на ней закреплена предохранительная муфта и первое зубчатое колесо, составляющее передачу со вторым зубчатым колесом, которое закреплено на валу, его выходной конец имеет ступень, ось симметрии ступени смещена относительно оси вала с эксцентриситетом, на ступень установлен подшипник, который входит в корпус механизма прижима бруска, причем механизм прижима бруска установлен на направляющих.
На фиг. 1 дан общий вид устройства для суперфиниширования; на фиг.2 - вид устройства по А-А.
Устройство для суперфиниширования содержит корпус 1, который закреплен в резцедержателе станка (на фигуре не показан). На корпусе 1 устройства установлен электродвигатель 2. На выходном конце вала
электродвигателя 2 посредством шпоночного соединения закреплена оправка 3, на которой установлена предохранительная муфта 4 и первое зубчатое колесо 5, составляющее зубчатую передачу со вторым зубчатым колесом 6. Второе зубчатое колесо 6 закреплено на валу 7, который установлен в корпусе 1 посредством подшипников 8 и 9. Выходной конец вала 7 имеет ступень, ось симметрии которой смещена относительно его оси с эксцентриситетом. На данную ступень вала 7 установлен радиальный подшипник 10, который входит в корпус механизма прижима бруска 11. Кинематическая цепь от электродвигателя 2 до выходного конца вала 7 с радиальным подшипником 10 образует механизм осциллирования устройства для суперфиниширования. В корпус механизма прижима бруска 11 установлен инстументодержатель 12 с абразивным бруском 13, а также сам механизм прижима бруска, в который входят: пружина 14, шток 15 и рукоятка 16. Корпус механизма прижима бруска 11 установлен на направляющих 17, закрепленных болтами 18 на крышке корпуса 19. Для контроля усилия пружины на корпусе 1 устройства закреплена шкала 20.
Предлагаемое устройство для суперфиниширования работает следующим образом.
При жестком суперфинишировании. Вращением рукоятки 16 и перемещением штока 15 достигается положение инструментодержателя 12, соответствующее поз.«0» шкалы 20. При этом инструментодержатель, сжимая пружину 14, своим торцом упирается в уступ инструментодержателя, что делает невозможным его дальнейшее движение. Поперечным перемещением, резцедержатель станка с закрепленным в нем приспособлением, перемещается к обрабатываемой поверхности. После подвода абразивного бруска 13 к поверхности, включается электродвигатель 2, который через зубчатую передачу 5-6 заставляет вал 7 совершать вращательное движение, которое посредством подшипника 10 передается корпусу механизма прижима бруска 11. Последний, в свою очередь, перемещаясь по направляющим 17, преобразует вращательное движение в
возвратно-поступательное, которое и передает абразивному бруску 13. В момент толчка заготовкой инструмента устройство работает как жесткая система. При этом абразивный инструмент срезает все неровности поверхности, исправляя ее форму и улучшая шероховатость.
При упругом суперфинишировании. В поз.«0» шкалы 20 на инструментодержатель 12 с абразивным бруском 13 действует пружина 14, используя усилие которой вращением рукоятки 16 и соответствующим перемещением штока 15, инструментодержатель 12 перемещается в одно из положений, соответствующее поз.«2», «4» или «6» на шкале 20. Тем самым, регулируется усилие пружины 14, которая в момент толчка будет воспринимать нагрузку от абразивного бруска 13, возникающую вследствие дефектов формы обрабатываемой поверхности. После того, как действие силы толчка закончилось, пружина 14 возвращает инструментодержатель 12 в исходное положение. При этом форма детали не изменяется, а улучшается только шероховатость, причем сила резания распределяется равномерно вне зависимости от биения заготовки.
Данное устройство для суперфиниширования обеспечивает расширение функциональных возможностей за счет обеспечения как жесткого, так и упругого суперфиниширования путем изменения жесткости системы. Кроме того, осуществляется равномерное распределение сил резания вне зависимости от биения заготовки, что значительно увеличивает срок службы инструмента. Значительно упрощена конструкция за счет исключения дополнительных элементов пневмо- и гидрооборудования, необходимого для осуществления суперфиниширования.