УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛИРОВАНИЯ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЛИННОМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Предлагаемая полезная модель относится к области механической обработки и может быть использована для полирования винтовых поверхностей длинномерных деталей, например, роторов винтовых забойных двигателей.
Известно устройство для полирования роторов винтовых забойных двигателей (Коротаев, Ю.А и др. Устройство для полирования роторов винтовых забойных двигателей червячным абразивным кругом // Обработка резанием (технология, оборудование, инструмент) Э.И. - М.: НИИМАШ, 1981. - №7. - С.20-22), выполненное на базе токарного станка.
Устройство содержит станину с передней и задней бабками, которые оснащены вращающимися центрами. Между вращающимися центрами устанавливается обрабатываемая деталь. На суппорте токарного станка смонтирован привод абразивного червячного круга. Последний вводится в зацепление с обрабатываемой деталью, после чего ему сообщается вращательное движение. Вращательное движение от абразивного червяка передается детали, при этом обеспечивается обработка всех зубьев по методу свободного обката. За счет поступательного перемещения суппорта с закрепленным на нем приводом абразивного червячного круга обеспечивается обработка по всей длине детали. Указанное устройство позволяет полировать винтовые длинномерные детали не только червячным, но и также дисковым абразивным кругом.
Недостатком описанного устройства является низкое качество обрабатываемой поверхности в процессе полирования, обусловленное тем, что вращение обрабатываемой детали передается непосредственно абразивным кругом. Роторы винтовых двигателей имеют большую длину (до
3500 мм) и массу (более 200 кг), поэтому поворот детали требует больших усилий со стороны абразивного круга. Возникает неравномерный износ абразивного круга, неравномерное снятие металла по профилю, что требует дополнительной правки абразивного круга и дополнительных проходов.
Кроме того, в известном устройстве нельзя обеспечить требуемую скорость резания из-за больших контактных усилий между кругом и деталью и возникающих из-за этого больших погрешностей профиля обрабатываемой детали. Все это снижает качество полирования. Из-за отсутствия кинематической связи между вращательным движением детали и поступательным перемещением абразивного круга концы детали остаются необработанными, их приходится обрабатывать вручную, что также сказывается на качестве обработанной поверхности и производительности полирования.
3
По технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для обработки винтовых поверхностей длинномерных деталей дисковым абразивным кругом (А.с. СССР №753606 М.кл. В24В 5/16, 1976), которое содержит станину с закрепленным на ней приводом вращения абразивного круга и зубчатой рейкой. На станине смонтирован стол, который может совершать возвратно-поступательное движение от гидроцилиндра хода стола. На столе установлены передняя и задняя бабки, в которых закрепляется обрабатываемая деталь. Шпиндель передней бабки связан кинематической цепью с рейкой. Кинематическая цепь обеспечивает согласованное вращательное движение детали с относительным поступательным перемещением круга вдоль оси детали.
Описанное устройство имеет низкое качество обработки поверхности при использовании его для полирования роторов. Это объясняется большими погрешностями хода винтовой линии роторов и погрешностями настройки гитары кинематической цепи, что приводит к
неравномерному съему припуска по длине витков, увеличению числа двойных ходов стола и искажению профиля детали.
Кроме того, устройство сложно в изготовлении и эксплуатации из-за наличия большого числа зубчатых колес в кинематической цепи и необходимости перенастройки гитары при изменении хода винтовой линии ротора.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение качества обработанной в процессе полирования поверхности и повышение эффективности процесса полирования.
Технический результат достигается тем, что устройство для полирования винтовых поверхностей длинномерных деталей, содержащее станину с передней и задней бабками, установленный на станине с возможностью продольного возвратно-поступательного перемещения суппорт, с закрепленным на нем абразивным кругом с приводом вращения, согласно полезной модели снабжено закрепленными на суппорте двумя направляющими упорами для взаимодействия с впадинами винтовых поверхностей обрабатываемых деталей, один из которых располагается спереди, а другой сзади абразивного круга в направлении продольного перемещения суппорта, а расстояние между осями направляющих упоров кратно величине осевого шага винтовых поверхностей обрабатываемых деталей.
Направляющие упоры закрепляются на суппорте вместе с приводом абразивного круга и выполняют роль кинематической цепи при взаимодействии упоров с впадинами обрабатываемой детали. При перемещении суппорта направляющие упоры скользят по впадинам обрабатываемой детали, обеспечивая ее согласованное вращение с поступательным перемещением абразивного круга. Наличие направляющих упоров позволяет разгрузить абразивный круг от передачи крутящего момента и воспринять на себя усилия сил резания в процессе шлифования. Это обеспечивает равномерный износ абразивного круга, одновременное
полирование всего профиля витка, позволяет повысить скорость резания, уменьшить число проходов, сохранить профиль детали и тем самым повысить качество обработанной поверхности после полирования и повысить эффективность процесса полирования. Кроме того, устройство обеспечивает правильный вход и выход абразивного круга при полировании концов детали, так как при выходе абразивного круга из зацепления с обрабатываемой деталью один из направляющих упоров находится в это время в контакте с впадиной детали и обеспечивает кинематическую связь между продольным перемещением абразивного круга и вращением детали.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 показано устройство для полирования винтовых поверхностей длинномерных деталей, вид сверху.
На фиг.2 показано сечение А-А.
Предлагаемое устройство для полирования винтовых поверхностей длинномерных деталей содержит станину 1, с передней 2 и задней 3 бабками. В передней 2 и задней 3 бабках установлены вращающиеся центры 4 и 5, между которыми устанавливается обрабатываемая деталь 6. На станине смонтирован суппорт 7, имеющий возможность продольного возвратно-поступательного движения вдоль оси детали. На суппорте 7 смонтирован привод вращения 8 абразивного круга, на выходном валу которого установлен абразивный круг 9. На суппорте 7 также закреплены два направляющих упора 10 и 11, расположенных спереди и сзади абразивного круга 9 в направлении продольного перемещения суппорта 7, а концы направляющих упоров 10 и 11 входят во впадины обрабатываемой детали 6. При настройке устройства для полирования направляющие упоры 10 и 11 имеют возможность перемещения относительно суппорта 7, фиксирования и закрепления на суппорте 7 в требуемом положении.
Устройство работает следующим образом.
Абразивный круг 9 подводится к одной из впадин полируемой детали 6 и прижимается к ней усилием 3-5 кН. Затем включается привод вращения 8 абразивного круга 9 и продольная подача суппорта 7. Суппорт 7, с закрепленным на нем приводом вращения 8, абразивным кругом 9 и направляющими упорами 10 и 11, перемещается вдоль обрабатываемой детали 6. Направляющие упоры 10 и 11, скользя по впадинам детали 6, обеспечивают согласованное поступательное движение абразивного круга 9 с вращательным движением детали 6. После обработки одной впадины суппорт 7 отводится в крайнее положение так, чтобы оба направляющих упора 10 и 11 вышли из контакта с деталью 6. Затем производится обработка следующей впадины.
Таким образом, предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом позволяет повысить качество обработки поверхности и сохранить профиль детали, за счет обеспечения разгрузки абразивного круга от передачи вращательного движения детали, повышения частоты вращения абразивного круга, уменьшения числа проходов.