CZ280830B6 - Superfinišování obrobku, zejména komutátoru elektromotoru a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Na obrobek se působí nástrojem, jehož pružnost je větší, než pružnost obrobku. Zařízení je tvořeno nosičem (4) brusného nástroje, na němž je posuvně uložena brusnou plochou směřující vně nosiče brusného nástroje alespoň jedna nekonečná pružná folie (3) s vnější brusnou plochou. Tato folie (3) je v oblasti pod osou unašeče (1) obrobku uložena volně v prostoru.ŕ

Description

Vynález se týká způsobu superfinišování obrobku, zejména komutátoru elektromotoru, kmitavým pohybem vzájemně se dotýkajících povrchů obrobku a obráběcího nástroje a rotačním pohybem obrobku v konstantním směru vzhledem k nástroji. Dále se vynález rovněž týká zařízení k provádění uvedeného způsobu, které sestává z unašeče obrobku, který je opatřen zdrojem rotačního pohybu, a nosiče brusného nástroje, který je připojen k pohonu kmitavého pohybu. Způsob i zařízení lze použít zejména ke konečnému opracování obrobku z brusitelného materiálu s vysokými požadavky na kvalitu povrchu.

Dosavadní stav techniky

Nutnou podmínkou účasti na světovém trhu s elektrickými výrobky, ve kterých jsou používány elektrické motory s komutátory, je splnění přísných nároků na minimalizaci zátěže okolí hlukem, vyvolaným provozem těchto výrobků. Nadměrný hluk zvyšuje kromě jiného také únavu obsluhy se všemi z toho plynoucími negativními dopady na bezpečnost těchto elektrických výrobků. Ke snížení možnosti zdravotního poškození je u elektrických výrobků s vyšší hladinou hluku požadováno pouze časově omezené používání s poměrné dlouhými pracovními přestávkami, což má nepříznivý dopad na efektivitu využití těchto výrobků.

Hladinu hluku v osobních a nákladních automobilech a autobusech určuji kromě vnějších vlivů použité pohonné agregáty a jejich uložení na vozidle. Kromě vlastního motoru k pohonu vozidla se rovněž jedná o různé elektrické motory, které tvoří pohon různých zařízeni, nezbytných k provozu vozidla, jako jsou stěrače, větrací systémy apod. Tyto elektrické motory jsou z provozních a výrobních důvodů obvykle přímo v kabině nebo v její blízkosti.

Rozbor příčin hluku těchto elektrických motorů ukazuje, že spočívá jednak v kvalitě, případně mazání ložisek, ale že je rovněž způsoben dvojicí kartáč - komutátor, zejména drsností na povrchu komutátoru, která je příčinou nadměrných vibrací při vzájemném pohybu kartáčů, uhlíků a komutátoru.

Velmi dobré jakosti povrchu kovových obrobků, která je charakterizována drsnosti 0,02 až 0,05, mnohdy i 0,01, se dosahuje superfinišováním. Přitom úběr materiálu při superfinišováni je obvykle nepatrný a zahrnuje vesměs vrcholky nerovností povrchu. Kromě toho se superfinišováním rovněž zlepšuje geometrický tvar a odstraňuje se vlnitost.

Při superfinišování je nástrojem brusný kámen, který je přitlačován na obrobek a koná axiální pohyb. Obrobek se otáčí, přičemž se přivádí značné množství řezné kapaliny k mazání a odstraňování částic, vzniklých při superfinišování.

Při superfinišování komutátoru popsaným postupem vznikají zejména problémy vzhledem k tomu, že komutátor sestává z více ko

-1CZ 280830 B6 mutátorových lamel, takže se může měnit na každé lamele přítlak brusného kamene, což má nepříznivý vliv na jeho životnost, ale i na kvalitu obráběného povrchu. Obtíže také vznikají ve vztahu k řezné kapalině. Její důkladné odstranění ze všech ploch komutátoru včetně odebraného materiálu zvyšuje výrobní náklady. Při obrábění komutátoru broušením nebo superfinišováním vznikají problémy se zanášením brusných nástrojů elektrotechnickou mědí, ze které je komutátor obvykle vyroben.

Podstata vynálezu

Na základě znalosti uvedeného stavu techniky spočívá vynález v úpravě podmínek superfinišování k zajištění opakovaně dosahovaných konstantních hodnot drsnosti na obrobcích, tvořených z více jednotlivých částí, jako jsou například komutátory elektromotorů, při minimálních nárocích na zvýšení výrobních nákladů.

Těmto požadavkům zejména vyhovuje, jestliže při shora popsaném superfinišování kmitá vzhledem k obrobku pružná fólie s brusnou plochou, jejíž pružnost je větší než pružnost obrobku a která volné, bez působení přítlačného prostředku, působícího na pružnou fólii ve směru na povrch obrobku, opásá část povrchu obrobku šikmo ke směru rotačního pohybu obrobku. Tím se obráběcí stroj plynule přizpůsobuje změnám tvaru povrchu obrobku, způsobeným tím, že obrobek sestává z více jednotlivých dílů, takže je na každé části obráběného povrchu v podstatě shodný úběr a tím ani nedochází k nadměrnému opotřebení obráběcího nástroje, a také se zmenšuje rozptyl drsnosti na obráběných plochách.

Další zvýšení životnosti obráběcího nástroje a tím rovněž rovnoměrné kvality obráběcího povrchu a příznivých výrobních nákladů se dosahuje tím, že se pružná fólie posouvá šikmo, výhodně kolmo, ve směru kmitavého pohybu. Přitom kmitávý pohyb mezi povrchem obrobku a obráběcím nástrojem může být přímočarý, a/nebo rotační .

Výhodou je, že nástroj má i v případě obrábění ploch z médi vysokou životnost, neboť odbroušený materiál je vynášen z povrchu obráběné plochy a kmitavým pohybem je z brusného nástroje vytřásán.

Způsob podle vynálezu je možné realizovat zařízením shora popsaného typu. Podstata tohoto zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že brusná fólie je v oblasti pod osou unášeče umístěna volně v prostoru.

S ohledem na zajištění kmitavého pohybu pružné fólie je zejména výhodné, jestliže nosič brusného nástroje sestává ze dvou rovnoběžných planžet. Tyto planžety jsou na svých koncích připevněny k rámu zařízeni, výhodně pomocí například excentrického napínacího zařízení, a ve své střední části mají vybrání výhodně ve tvaru kruhu a v blízkosti tohoto vybrání, zejména pod ním, jsou planžety spojeny příčným tělískem. Alespoň jedno z tělísek, připevněných k planžetám, má eliptický otvor, jehož delší osa je ve srovnání s jeho kratší osou delší o víc než dvojnásobek excentricity uložení čepu. Tento čep je dále excentricky umístěn na hřídeli pohonu kmitavého pohybu, například elektromotoru.

-2CZ 280830 B6

Z hlediska zajištění vhodného posunu pružné fólie a jejího opásání kolem obráběné plochy obrobku je zejména příznivé, jestliže je pružná fólie vedena přes soustavu válcových kladek, z nichž alespoň jedna je hnaná a alespoň jedna je stavitelná, výhodně kolmo ke směru pohybu pružné fólie. Přitom stavitelná kladka může být uložena na páce, otočné uložené na rámu zařízení, na které je rovněž jedním koncem uchycena tažná pružina. Tato pružina je druhým koncem uchycena na rámu zařízení.

Snadné a rychlé uvedení obrobku do rotačního pohybu umožňuje, pokud zdroj rotačního pohybu má první válec, který unáší nekonečný pás, nasazený alespoň na dvou válcích. Obrobek tak není nutné upevnit utažením objímky ve sklíčidle.

Popis obrázků na výkrese

Vynález je dále blíže objasněn ve svých znacích a dalších jednotlivostech na příkladu provedení pomoci výkresů, kde značí: obr. 1 schematické znázornění zařízení ke konečné úpravě komutátoru, obr. 2 detail kmitavého pohonu.

Příklady provedeni vynálezu

Zařízení ke konečné úpravě povrchu komutátoru, schematicky znázorněné na obr. 1, sestává z nosiče 4 brusného nástroje, který je tvořen dvěma pružnými planžetami 5. Tyto pružné ocelové planžety 5 jsou upevněny svými oběma konci k neznázorněnému rámu zařízení. Upevnění je provedeno pomocí šroubů s maticemi, podložkami a distančními trubkami. Na jednom konci je šroub v planžetách uložen částí dříku 15, která je excentrická a tvoří excentrické napínací zařízení. Planžety 5 mají ve své střední části vybrání ve tvaru části kruhu. Pod tímto vybráním 6 je k planžetám 5 připevněno příčné tělísko 2· K tomuto příčnému tělísku ]_ je z boku přes jednu z planžet 5 připevněno podélné tělísko 11. Toto podélné tělísko 11 má eliptický otvor 8. Kratší osa tohoto otvoru je rovna průměru čepu 9, přičemž vzájemné uloženi obou součástí je hybné. Delší osa otvoru 8 je větší než součet průměru čepu a dvojnásobku excentricity umístění tohoto čepu 9 na hřídeli pohonu 10 kmitavého pohybu. V závislosti na velikosti zařízení mohou příčné tělísko ]_ a podélné tělisko 11 tvořit jeden celek.

Takto vytvořený nosič 4. brusného nástroje zajišťuje kmitavý pohyb, rovnoběžný s osou obrobku, v tomto případě komutátoru 13. elektrického motoru. Umožňuje změnou předpětí obou planžet 5 excentrickým napínacím zařízením nastavit požadovanou amplitudu kmitavého pohybu.

Na rámu zařízení je dále otočně uložena soustava válcových kladek 14., 16 až 18, z nichž třetí válcová kladka 17 je hnaná, například elektromotorem, řízeným časovým spínačem, druhá válcová kladka 16 je stavitelná, v tomto případě je tato kladka 16 otočně uložena na páce 29, otočně uložené na rámu zařízení. K páce 19 je rovněž upevněn jeden konec tažné pružiny 20., která je také upevněna na rámu zařízení. Ostatní kladky 14., 16 a 18 jsou vodicí. Kladky 14., 18 mohou být také s výhodou umístěny v osách dříků 15.

-3CZ 280830 B6

Na nosiči 4 brusného nástroje a na soustavě válcových kladek 14, 16 až 18 je posuvně uložena pružná fólie 2 s brusnou plochou.

Na rámu zařízení je mezi břity otočně uložen komutátor 13. elektrického motoru, přičemž v místě vybrání 6. v planžetách 5 dosedá na pružnou fólii 3 a je jí částečně opásán. Komutátor 13 elektrického motoru vykonává působením unašeče 1 obrobku rotační pohyb. Unašeč 1 obrobku sestává z nekonečného pásu 21, navlečeného na dva válce 22, 23 , z nichž první válec 22 je poháněn ze zdroje 2. rotačního pohybu. U rotorů, které mají další dostatečně širokou válcovou plochu, je unašeč χ obrobku nekonečným pásem 21 nasazen na této ploše.

Konečná úprava povrchu komutátoru 13 elektrického motoru, určeného zejména pro automobilový průmysl, se provádí kmitavým pohybem pružné fólie 2, která částečně tento komutátor 13 opásá. Současné komutátor 13 elektrického motoru rotuge kolem své osy. Přitom se pružná fólie 2 rovněž v podstatě ve směru tečny k rotačnímu pohybu komutátoru 13 elektrického motoru nespojité posouvá .

Po několika sekundách opracování komutátoru 13 elektrického motoru způsobem a zařízením podle vynálezu se docílí jenom velmi malého, v podstatě zanedbatelného rozptylu drsnosti jeho povrchu.

Claims (8)

1. Způsob superfinišování obrobku, zejména komutátoru elektromotoru, kmitavým pohybem vzájemně se dotýkajících povrchů obrobku a nástroje a rotačním pohybem obrobku v konstantním směru vzhledem k nástroji, vyznačující se tím, že vzhledem k obrobku kmitá pružná fólie (3) s brusnou plochou, jejíž pružnost je větší než pružnost obrobku a která volně opásá část povrchu obrobku, šikmo ke směru rotačního pohybu obrobku.

2. Způsob superfinišováni podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že se pružná fólie (3) posouvá šikmo ke směru kmitavého pohybu.

3. Zařízení k prováděni způsobu podle nároků 1 nebo 2, které sestává z unašeče (1) obrobku, který je opatřen zdrojem (2) rotačního pohybu, a nosiče (4) brusného nástroje, který je připojen k pohonu (10) kmitavého pohybu a na kterém je uložena pružná fólie (3), vyznačující se tím, že pružná fólie (3) je v oblasti pod osou unašeče (1) obrobku uložena volné v prostoru.

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že nosič (4) brusného nástroje sestává ze dvou rovnoběžných planžet (5), které jsou na svých koncích připevněny k rámu zařízení a ve své střední části mají vybrání (6), v blízkosti tohoto vybrání (6), výhodné pod ním, jsou planžety (5) spojeny příčným tělískem (7), přičemž alespoň jedno tělísko (7, 11),

-4CZ 280830 B6 připevněné k planžetám (5), má eliptický otvor (8), jehož delší osa je ve srovnání s jeho kratší osou delší o více než dvojnásobek excentricity uložení čepu (9), který je jednak uložen v otvoru (8) a jednak excentricky umístěn na hřídeli pohonu (10) kmitavého pohybu.

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že každá planžeta (5) je alespoň na jednom konci připevněna k rámu zařízení pomocí excentrické části dříku (15).

6. Zařízeni podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že pružná fólie (3) je vedena přes soustavu válcových kladek (14, 16, 17, 18), z nichž alespoň jedna kladka (17) je hnaná a alespoň jedna kladka (16) je stavitelná, výhodně kolmo ke směru pohybu pružné fólie (3).

7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že stavitelná válcová kladka (16) je uložena na páce (19), otočně uložené na rámu zařízení, na které je rovněž jedním koncem uchycena pružina (20), která je druhým koncem uložená na rámu zařízení.

8. Zařízení podle nároků 4 až 7, vyznačující se tím, že na hřídeli zdroje (2) rotačního pohybu je upevněn první válec (22), na kterém a alespoň jednom dalším válci (23) je uložen nekonečný pás (21).