Устройство для обработки абразивным инструментом

(и) 8785 0 ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 11.11.76 (21) 2422452125-08с присоединением заявки Уе(45) Дата опубликования описания 07.11.81 51) М,К 24 В 19,00 Государственный комитет(088.8) по делам изобретен открытий 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБО ИНСТРУМЕНТОАБРАЗИВН комбинированрумента относиверхностн: одно- возвратно-поступо дуге; при тся постоянное юе по нормали аемой поверхности. Изобретение относится к области абразивной обработки, преимущественно криволинейных поверхностей деталей сложного профиля, и может быть использовано в энергетическом и транспортном турбомашиностроения для обработки профильных поверхностей лопаток.Известны конструкции устройств для обработки абразивным инструментом, в которых шпиндельный узел совершает возвратно-поступательные движения вдоль оси его вращения, которые необходимы либо для интенсификации процесса резания, либо для повышения качества обработанной поверхности. Таких устройств известно большое количество, и в них используются приводы поступательных движений шпиндельного узла различных конструкций: механические 1, 2, гидравлические 3, 4,магнитострикционные 5.Однако все эти конструкции не обеспечивают регулирования усилия прижима инструмента к изделию.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, в котором инструмент одновременно с вращением совершает возвратно-поступательные движения вдоль оси его вращения, и, кроме того, имеется механизм прижима инструмента к обрабатываемой поверхности 6. Недостатком этого устройства являетсяего малая производительность, особенно при обработке сплошной поверхности, ввиду наличия только возвратно-поступательного рабочего движения абразивного инструмента.Известное устройство может быть применено только для чистовой (безразмерной) обработки.10 Цель изобретения - повышение производительности абразивной обработки криволинейных поверхностей в более эффективных режимах, соответствующих процессу хонингования, обеспечивающих съем метал ла до 0,4 мм за 1 проход, При этом посравнению с известным устройством повышается также производительность обработки за счет увеличения усилий прижима инструмента к обрабатываемой поверхно сти и соответствующего расширения диапазона регулирования указанного усилия. Устройство обеспечиваетнос рабочее движение инст 25 тельно обрабатываемой повременно вращательное н пательное, осуществляемое этом инструменту сообщае усилие резания, направлен в любой точке обрабатывОписываемое усройство отлцчастсц отизвестного тем, что инструмента льный шпиндель установлен в корпусе посредством введсцной в устройство промежуточной втулки, на которой выполнена сферическая поверхность шаровой опоры, а мсхапцзм прижима инструмента выполнен в виде установленного в расточке, выполненной в корпусе, стакана, подяимаемого пружиной к плоскому торцу, выполненному на промежуточной втулке в плоскости, перпендикулярной оси вращения шпинделя, при этом инструментальный шпиндель связан с приводом его вращения и с приводом возвратно-поступательного движения корпуса посредством гибкого вала и шлицевого соединения.Привод возвратно-поступательного движения корпуса выполнен в виде промскуточного вала, связанного с приводом вращения инструментального шпинделя и снабженного жестко установленным ца нем торцевым кулачком, находящимся в контакте с толкателем, установленным шарнирно на основании, при этом корпус связан с основанием и толкателем с помощью шарнирных звеньев.С целью расширения диапазона рсгулирования усилия прижима, стакан механизма прижима инструмента выполнен в виде поршня силового цилиндра.На фиг. 1 изображено устройство дляобработки абразивным ицструмецтом с механическим регулированием усилия прикима инструмента, общий впд; ца фиг. 2 - то же, с пневматическим регулятором усилия прижима, общий вцд.Устройство содержит абразивный инструмент 1, смонтированный на инструментальном шпинделе 2, свободный конец которого соединен при помощи гибкого вала 3, шлццевого соединения, выполненного в виде шариковой муфты 4, и промежуточного вала 5, несущего закрепленный на нем торцовый кулачок 6, со шпинделем станка 7.Шпиндель 2 установлен ца шарикоподшипниках 8 в отверстии промежуточной втулки 9 с шаровой опорой, зафиксированной в опорном гнезде корпуса 10 при помощи упругого элемента с регулятором усилия прижима, При этом упругий элемент выполнен в виде стакана 11 с отверстием в торце и размещенной в нем (стакаце 11) пружины 12 и регулировочной гайки 13, а корпус 10, связанный шарнирными подвесками 14 с основанием 15, закреплснным на шпиндельной бабке 16 станка, находится в постоянном контакте с торцом кулачка 6 промежуточного вала 5 через толка- тель, выполненный в виде шарнирной демпфирующей тяги 17 и качающегося рычага 18, укрепленного с помощью цапф 19 кронштейна 20 на основании 15.Стакан 11 упругого элемента имеет плоский торец, контактирующий непосредстнсцно с плоским торцом, выполненным цашаровой опоре втулки 9.В устройстве с пневматическим регулятором усилия прижима инструмента5 (фцг, 2) стакан 11 упругого элемента(фиг. 1) выполнен в виде пневмопоршня 21с пружиной 22, сообщающегося с воздушной сетью посредством штуцера 23 черезредукционный клапан (не показан).10 Устройство работает следующим образом.Вращение шпинделя станка 7 через промежуточный вал 5, шариковую муфту 4 игибкий вал 3 передается непосредственно15 инструментальному шпинделю 2 с абразившям инструментом 1. При этом выступыторцового кулачка 6, закрепленного напромежуточном вале 5, попеременно нажимают на верхний или нияний концы кача 20 ющсгося рычага 18, заставляя, таким образом, демпфирующую тягу 17 и связанный с ней корпус 10 совершать возвратноцостуцатсльное двикснце.Шарнирные соединения, связывающие25 корпус 10 с основанием 15 и тягу 17 - скорпусом 10 и рычагом 18, определяюттраекторию пути, совершаемого корпусом10 как возвратно-поступательную по дуге срадиусом, равным расстоянию между осяЗО мц шарнирных подвесок 14,Так как шпиндель 2 с абразивным инструментом смонтирован во втулке 9 с шаровой опорой, зафиксированной в опорномгнезде корпуса 10 с помощью стакана 11,з 5 пружины 12 и гайки 13, инструмент 1 совершает одновременно вращательное и возвратно-поступательное по дуге рабочеедвижение относительно обрабатываемой поверхности.40 Устройство позволяет механизировать иавтоматизировать тяжелые и малопроизводительные ручные работы по шлифовкепрофильных поверхностей крупногабаритных лопаток энергетических и транспорт 45 ных турбомашин.Ручная шлифовка лопаток не обеспечивает стабильных качественных результатовобработки и, кроме того, вызывает целыйряд профзаболеваний.50 Глубина снимаемого слоя за один проходинструмента при обработке с помощьюустройства может колебаться в зависимости от обрабатываемого материала, маркиабразива, скорости резания и прилегаемого55 усилия резания в пределах от 0,01 до0,05 мм для чистовой обработки и до0,4 мм при реяимах предварительной обработки.Обработка криволинейных поверхностейбО предлагаемым устройством производится внизкотемпературных режимах предварительного и чистового хоп ингования, чтообеспечивает значительный эффект, особенно при изготовлении деталей из титановыхсплавов, которые склонны к прижогам при4 г 5 о 55 высоких контактных температурах, свойственных процессу шлифования. При шлифовании титановых сплавов известными средствами для борьбы с браком приходится снижать режимы резания, что существенно увеличивает трудозатраты при обработке.По варианту устройства, изображенному на фиг, 2, фиксирование втулки 9 в корпусе 10 осуществляется пневмопоршнем 21, присоединенным к воздушной сети посредством штуцера 23, через редукционный клапан, регулирующий величину давления сжатия от сети, нижний предел усилия прижима обеспечивается пружиной 22,В устройстве по фиг. 2 по сравнению с устройством по фиг. 1 увеличение усилия прижима инструмента к обрабатываемой поверхности происходит за счет дополнительного усилия прижима, создаваемого пневмопоршнем 21.Необходимые условия резания в режимах хонингования, а именно: окружная скорость инструмента обеспечивается числом оборотов шпинделя станка, количсство возвратно-поступательных ходов инструмента, их амплитуда и скорость - профилем торцового кулачка б, контакт инструмента с обрабатываемой поверхностью изделия - копировальным дехацизом станка, постоянное усилие прижима инструмента в точке контакта его с обрабатываемой поверхностью - пружиной 12 и регулировочной гайкой 13, а по варианту устройства (фиг. 2 ) - пружиной 22 и пневмопорц- нем 21.В предлагаемом устройстве сложное рабочее движение инструмента соответствует геометрии построения обрабатываемой криволинейной поверхности.Так, например, расчетный норматив, определенный ВПТП ЭМ на ручную шлифовку одной лопатки 5 ступени ЦНД турбины 1200 Мвт, составляет 50 н/ч, а обработка с применением предлагаемого устройства на имеющемся оборудовании составляет (по данным опытных работ, проведенных объединением ЛМЗ, и ВТУЗом при Объединении ЛМЗ) не более 15 часов, что обеспечивает снижение трудоемкости в 2 - 3 раза, т. е. на 30 - 35 часов на каждую лопатку или 2500 в 30 ц/ч ца 1 турбину. Формула изобретения1. Устройство для обработки абразивным инструментом, содержащее приводной 5 1 О 15 о 2 д зо 35 40 инструментальный шпиндель, имеющий механизм прижима инструмента к обрабатываемой поверхности и установленный посредством шаровой опоры в корпусе, связанном с приводом его возвратно-поступательного движения относительно основания, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности обработки, инструментальный шпиндель установлен в корпусе посредством введенной в устройство промежуточной втулки, на которой выполнена сферическая поверхность шаровой опоры, а механизм прижима инструмента выполнен в виде установленного в расточке, выполненной в корпусе, стакана, поджавасмого пружиной к плоскому торцу, выполненному ца промежуточной втулкс в плоскости, перпендикулярной оси вращения шпинделя и пересекающей сферическую поверхость, при этом инструментальный шпиндель связан с приводом его вращения и с прцьодом возвратцо-поступатсльцого дв;жецця корпуса посредством гибкого вала и шлццсвого соединения.2. Устройство по п. 1, отл и ч а ющееся тем, что привод возвратно-поступательного движения корпуса вьполнен в виде промежуточного вала, связанного с приводом вращения инструментального шпинделя и сцабжспцого жестко установленным на цем торцовым кулачком, находящимся в контакте с толкателем, связанным с корпусом, при этом корпус связан с основанием посредством шарни 1 цых подвесок.3. Устройство по пп, 1 п 2, отл и ч а ющееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования усилия прижима, стакан механизма прижима инструмента Бьполсц В Впдс поршня силового цилиндра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США2372088, кл. 51 - 34,опублик. 1945.2. Патент США3538646, кл. 51 - 34,опублик. 1970.3. Патент США М 2436466, кл. 51 - 45,опублик, 1948.4. Патент США2661580, кл. 51 - 34,опублик. 1953.5. Патент США М 2968132, кл. 51 - 34,опублпк. 1961.6. Заявка М 2086409/08, кл. В 24 В 19/14,1974.878510 Фцг.1 К ре 3 укццлннаиу кпа пана Ю Ь Составитель И, Тихомировехред А. Камышникова Реда Е. орректоры: О. Данишева и Т. Добровольская иц Тираж 915 СССР по делам из Раушская наб., д. 4/ погпафия, пр. Сапунова,Заказ 1893/3 Изд.588НПО Поиск Государственного комите113035, Москва, КПодписное етений ь открытий