PL238996B1 - Głowica do wygładzania foliami ściernymi zewnętrznych powierzchni walcowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowica do wygładzania foliami ściernymi zewnętrznych powierzchni walcowych.

Znane są głowice do wygładzania foliami ściernymi z zastosowaniem oscylacji lub bez tego układu. Budowane są one dla szerokości folii od 10 mm do ponad 200 mm. Jako narzędzie wykorzystywane są folie ścierne, w których ziarna ścierne nakładane są metodą elektrostatyczną lub grawitacyjną na poliestrowy nośnik. Folie ścierne cechują się szczególną regularnością rozłożenia ziaren na powierzchni oraz wyjątkowo małą różnicą wysokości wierzchołków ziaren w pojedynczej warstwie ściernej.

Głowice obróbkowe montowane są na suportach poprzecznych tokarek uniwersalnych lub innych obrabiarek. Budowane są również specjalizowane obrabiarki do dogładzania oscylacyjnego foliami ściernymi, wyposażone w stosowne głowice. Głowice mają rolkę dociskową oraz dwie rolki o równoległych, poziomych osiach, z których rolka nawijająca jest napędzana mechanicznie. Wzajemne położenie tych osi jest ustalone.

Szpula nowej, czystej folii nałożona jest na rolkę odwijającą, umożliwiającą odwijanie się taśmy z dobranym napięciem. Początek folii ze szpuli przełożony jest przez rolkę dociskową i przymocowany do powierzchni rolki nawijającej, na którą nawija się folię po wykonaniu obróbki. Rolka dociskowa umocowana jest obrotowo na końcówkach sprężyn płaskich zespołu oscylacji. Korpus głowicy połączony jest z pneumatycznym siłownikiem dwustronnego działania i wraz z zamontowanymi na nim elementami jest dosuwany i odsuwany od przedmiotu obrabianego. Złożenie ruchu obrotowego przedmiotu obrabianego z posuwistym ruchem głowicy umieszczonej na suporcie tokarki i liniowym przesuwem folii oraz jej ruchem oscylacyjnym, daje złożony tor ziaren ściernych, co korzystnie wpływa na jakość powierzchni obrobionej. Uwzględniając możliwość zmiany siły docisku folii do powierzchni obrabianej oraz możliwość stosowania kolejno folii różnych typów, o różnym materiale ziaren oraz malejącej wielkości ziaren, można uzyskiwać powierzchnie o wysokiej gładkości.

Głowice można stosować do obróbki powierzchni walcowych i stożkowych oraz płaskich powierzchni czołowych.

Cechą istniejących głowic jest występowanie oddzielnego zespołu zasilania elektrycznego i sterowania, co zwiększa liczbę zespołów układu obróbkowego, zwiększa zajętość przestrzeni i jego masę i stanowi o mniejszym komforcie ich eksploatacji.

Wadą znanych konstrukcji jest połączenie w układzie przesuwnym wszystkich elementów takich jak napęd docisku, napęd przesuwu folii oraz wszystkich rolek: dociskowej, odbierającej folię i rolek prowadzących. Inną wadą jest jednostronna strefa obróbki, co powoduje występowanie siły wywołującej odkształcenia mechaniczne układu technologicznego.

Celem wynalazku jest rozwiązanie problemu precyzyjnego mikrowygładzania powierzchni wałków poprzez opracowanie nowej konstrukcji głowicy z dwoma zespołami do przesuwu folii ściernej, położonymi symetrycznie względem osi przedmiotu obrabianego, powodującymi zwiększenie wydajności: obróbki przez jednoczesne wygładzanie w dwóch, położonych naprzeciwko siebie, strefach obróbkowych.

Kolejnym celem jest zapewnienie wahliwego docisku folii do powierzchni przedmiotu obrabianego, w dwóch położonych symetrycznie względem siebie strefach obróbkowych.

W tym celu opracowano nową konstrukcję mechanizmu docisku sprzężonego z wahliwym mechanizmem dźwigniowym na stałe połączonym z zespołem docisku.

Istotą wynalazku jest głowica do wygładzania foliami ściernymi, zewnętrznych powierzchni walcowych, wyposażona jest w dwa układy przesuwu folii ściernej, umieszczone symetrycznie względem osi przedmiotu obrabianego, z których każdy zawiera co najmniej dwie rolki połączone z korpusem, zamocowanym na stałe na suporcie. Jedna z tych rolek jest magazynem folii, a druga z tych ro lek jest rolką nawijającą zużytą folię ścierną, która między tymi rolkami przechodzi przez zespół docisku folii. Ponadto głowica posiada dwa zespoły docisku folii ściernej, także rozmieszczone symetrycznie względem osi przedmiotu, z których każdy jest zamocowany na wahliwej dwuramiennej dźwigni mechanizmu dźwigniowego sprzężonego z mechanizmem docisku. Poza tym zespół docisku folii ściernej posiada regulację położenia rolek dociskowych.

Korzystnie, gdy zespół docisku folii ściernej posiada płytkę przesuwną mającą podłużne wycięcie pod śruby ustalające jej położenie względem dwuramiennej dźwigni przed rozpoczęciem procesu wygładzania wałka. Płytka przesuwna posiada rolkę dociskową oraz dwie rolki prowadzące, których osie umieszczono w widlastym zakończeniu płytki przesuwnej.

PL 238 996 B1

Ponadto korzystnie, gdy mechanizm dźwigniowy posiada przesuwny trzpień osadzony cylindrycznie w suwliwej tulei regulacyjnej przemieszczający się pionowo, a w górnej części ruchomego trzpienia zamocowano na stałe łącznik połączony z obydwu stron z łącznikami pochylonymi pod kątem β zawierającym się w przedziale od 1° do 30° stopni. Mechanizm dźwigniowy ma dźwignię dwuramienną osadzoną wahliwie we wsporniku, przytwierdzonym na stałe do suportu śrubami.

Korzystnie, gdy mechanizm docisku posiada ostoję, która w dolnej części ma kołnierz przytwierdzony do suportu oraz gwintowany otwór połączony z wkręcaną tuleją regulacyjną posiadającą otwór, w którym znajduje się sprężyna naciskowa podparta z jednej strony o powierzchnię opornicy, a z drugiej strony o powierzchnię dociskacza w postaci trzpienia.

Nacisk zespołu docisku folii do powierzchni obrabianej jest realizowany przez mechanizm dźwigniowy, posiadający ruchomy trzpień osadzony cylindrycznie w suwliwej tulei regulacyjnej. W mechanizmie tym trzpień połączony jest z łącznikiem stałym, który z kolei jest połączony przegubowo z obydwu stron z łącznikami pochylonymi korzystnie pod niewielkim kątem β = 1°+30°, zmniejszającym się wraz z dosuwem zespołów dociskowych folii. Ponadto mechanizm dźwigniowy posiada dwie dźwignie dwuramienne, z których każda jest osadzona wahliwie we wsporniku przytwierdzonym na stałe do suportu. Dźwignia ta na jednym końcu połączona jest przegubowo z łącznikiem, a na drugim końcu jest przytwierdzony śrubami zespół docisku folii. Folia ścierna jest dociskana, symetrycznie z obydwu stron, do powierzchni przedmiotu obrabianego podatną rolką dociskową, umieszczoną w widełkach zespołu dociskowego, wykonującego ruch wahadłowy względem osi wspornika pod wpływem siły docisku F mechanizmu dociskowego sprzężonego kinematycznie z mechanizmem dźwigniowym.

Siła docisku F jest wywołana przez mechanizm dociskowy posiadający ostoję w kształcie cylindra, która w dolnej części ma kołnierz przytwierdzony śrubami do suportu oraz gwintowany otwór połączony śrubowo z wkręcaną tuleją regulacyjną. W otworze tulei znajduje się sprężyna naciskowa podparta z jednej strony o powierzchnię opornicy, a z drugiej strony o powierzchnię dociskacza w postaci trzpienia, stale wypychająca trzpień w kierunku osiowym. Przy czym nacisk sprężyny jest wstępnie regulowany tulejką regulacyjną połączoną śrubowo z gwintowanym otworem ostoi. Na zewnątrz tulei regulacyjnej znajduje się wskaźnik przemieszczania się tulei regulacyjnej. Na skutek wkręcania tulei regulacyjnej, przy zablokowanym położeniu zespołu dociskowego, można regulować siłę docisku folii do powierzchni przedmiotu obrabianego. Przed rozpoczęciem obróbki radełkowana tuleja regulacyjna znajduje się w położeniu dolnym, w którym rolki dociskowe jeszcze nie stykają się z powierzchnią przedmiotu. Po rozpoczęciu obróbki tuleja jest przemieszczana do położenia wyższego, w którym trzpień jest dociskany i przemieszczany w górę. Sprężyna powoduje docisk rolek dociskowych do obrabianej powierzchni.

Wynalazek rozwiązuje problem precyzyjnego mikrowygładzania powierzchni wałków. Zastosowanie konstrukcji nowego układu obróbkowego, z dwoma zespołami do przesuwu folii ściernej położonymi symetrycznie względem osi przedmiotu, powoduje zwiększenie efektywności obróbki przez jednoczesne wygładzanie w dwóch, położonych naprzeciwko siebie, strefach obróbkowych. Rozwiązanie zgodne z wynalazkiem przyczyniło się do optymalnego wykorzystania folii ściernej, zwiększenia wydajności obróbki oraz do poprawy efektywności procesu. Dźwigowy mechanizm docisku zapewnia siłę docisku znacznie większą od siły zadawanej przez sprężysty docisk trzpienia.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunkach, na którym fig. 1 przedstawia głowicę w widoku z przodu, a fig. 2 - głowicę w widoku izometrycznym, fig. 3 i 4 - pokazuje układ przesuwu folii w rzucie z przodu i widoku 3D, fig. 5 i 6 ilustruje mechanizm dźwigniowy w widoku z przodu i widoku izometrycznym, fig. 7, 8 i 9 - zespół docisku folii ściernej, odpowiednio w widoku z przodu, z góry i w widoku izometrycznym, fig. 10 i 11 - odpowiednio przekrój osiowy mechanizmu docisku oraz jego widok izometryczny.

Głowica według wynalazku wyposażona jest w dwa układy przesuwu 1 folii ściernej 7 umieszczone na suporcie 26, symetrycznie względem przedmiotu obrabianego 11, mechanizmu dźwigniowego 4 oraz sprzężonego z nim mechanizmu docisku 5.

Układ przesuwu 1 folii ściernej 7 (fig. 3 i 4) w postaci dwóch lub trzech rolek połączonych z korpusem 8, zamocowanych na stałe na suporcie 26, przy czym jedna z tych rolek 10, należących do zespołu hamowania taśmy 3, jest magazynem folii, a druga rolka 9 ciągnąca, osadzona w zespole napędowym 2, zwija zużytą folię ścierną 7, która między tymi rolkami przechodzi przez rolkę prowadzącą 25 oraz wahliwy zespół docisku 6 folii 7, przymocowany śrubami 28 do dwuramiennej dźwigni 21.

Przemieszczenie zespołów dociskowych 6, przedstawionych na fig. 7-9, umiejscowionych po obydwu stronach obrabianego wałka 11, następuje przez obrót dwuramiennej dźwigni 21 wokół osi

PL 238 996 B1 wspornika 22 przymocowanego śrubami 29 do suportu 26. Zespół ten posiada płytkę przesuwną 14 z wzdłużnym wycięciem 27 pod śruby 28 ustalające jej położenie. Ponadto na płytce przesuwnej 14 znajdują się widełki 24, w których umieszczono rolkę dociskową 12, wykonaną z elastomeru na metalowej osi oraz dwie rolki prowadzące 13.

Mechanizm dźwigniowy 4, pokazany na fig. 5 i 6, posiada ruchomy trzpień 19 osadzony cylindrycznie w tulei regulacyjnej 16, a w jego górnej części zamocowano na stałe łącznik 15 połączony przegubowo z obydwu stron z łącznikiem 20 pochylonym pod niewielkim kątem β = 1°^30°, zmniejszającym się wraz z wysuwem trzpienia 19. Ponadto mechanizm dźwigniowy 4 ma dźwignię dwuramienną 21 (fig. 3 i 4) osadzoną wahliwie we wsporniku 22, przy czym na jednym końcu dźwignia dwuramienna 21 jest połączona przegubowo z łącznikiem 20, a na drugim końcu przymocowany jest zespół docisku 6 folii ściernej 7.

Siła docisku F jest wywołana przez mechanizm dociskowy 5 (fig. 10 i 11) posiadający ostoję 18 w kształcie cylindra, która w dolnej części ma kołnierz na stałe przytwierdzony śrubami 30 do suportu 26 oraz gwintowany otwór połączony śrubowo z wkręconą tuleją regulacyjną 16, w której na powierzchni czołowej dna osadzono opornicę 23, na której opiera się śrubowa sprężyna naciskowa 17, która z drugiej strony naciska na powierzchnię czoła trzpienia 19 pasowanego suwliwie z powierzchnią otworu tulei regulacyjnej 16. Nacisk sprężyny 17 jest wstępnie regulowany nakrętką regulacyjną 16, stale wypychającą trzpień 19 w kierunku osiowym.

Poniżej podano szczegółowy przykład stosowania głowicy według wynalazku do wygładzania foliami ściernymi powierzchni wałka o średnicy 80 mm.

Zgodnie z wynalazkiem konstrukcja nowego układu obróbkowego obejmuje dwa zespoły do przesuwu folii ściernej położonymi symetrycznie względem osi przedmiotu. Do obróbki stosuje się folie ścierne 7 przeznaczone do wygładzania wstępnego, z ziarnami z elektrokorundu szlachetnego osadzanymi w polu elektrostatycznym na powierzchni nośnika, jednocześnie rozwijane z rolek 10 w dwóch układach przesuwu 1 do mikrowygładzania, umieszczonych symetrycznie z dwóch stron obrabianego wałka 11 o średnicy 80 mm. Wielkość nominalna ziaren ściernych to 30 μm. Folie ścierne 7, nawijane na rolkę 9, przemieszczają się z prędkością Vf = 160 mm/min. Następnie rolki 12 dociskają folie ścierne 7 do przedmiotu obrabianego 11 rolkami dociskowymi 12 o ściernicy 30 mm, wykonanymi z elastomeru o twardości 50 ShA z siłą Fn = 100^200 N. Powierzchnia obrabiana przemieszcza się z prędkością υρ = 35 m/min. Folia ścierna 7 ze strefy obróbki wyprowadzana jest wraz z produktami obróbki mieszczącymi się w przestrzeniach między ziarnami dzięki rolkom napędzającym 9, które zwijają zużytą folię ścierną.

Spis oznaczeń:

- układ przesuwu folii ściernej,

- zespół napędu taśmy,

- zespół hamowania taśmy,

- mechanizm dźwigniowy,

- mechanizm docisku,

- zespół docisku folii,

- folia ścierna,

- korpus układu folii ściernej,

- rolka nawijająca folię ścierną,

- rolka hamulca,

- przedmiot obrabiany - wałek,

- rolka dociskowa,

- rolka prowadząca,

- płytka prowadząca,

- łącznik stały,

- tuleja regulacyjna,

- sprężyna naciskowa,

- ostoja,

- trzpień przesuwny,

- łącznik,

- dźwignia dwuramienna,

- wspornik,

PL 238 996 B1

- opornica,

- widełki,

- rolka prowadząca,

- suport,

- wycięcie wzdłużne,

- śruba,

- śruba,

- śruba.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Głowica do wygładzania foliami ściernymi zewnętrznych powierzchni walcowych posiadająca rolkę odwijającą folię ścierną, rolkę dociskową folię ścierną, rolkę nawijającą folię ścierną zamocowane na stałe na suporcie, znamienna tym, że posiada dwa układy przesuwu (1) folii ściernej (7), umieszczone symetrycznie względem osi przedmiotu obrabianego (11), z których każdy zawiera co najmniej dwie rolki (9, 10) połączone z korpusem (8), zamocowanym na stałe na suporcie (26), przy czym jedna z tych rolek (10) jest magazynem folii, a druga z tych rolek (9) jest rolką nawijającą zużytą folię ścierną (7), ponadto głowica posiada dwa zespoły (6) docisku folii ściernej, także rozmieszczone symetrycznie względem osi przedmiotu (11), z których każdy jest zamocowany na wahliwej dwuramiennej dźwigni (21) mechanizmu dźwigniowego (4) sprzężonego z mechanizmem docisku (5), poza tym zespół (6) docisku folii ściernej posiada regulację położenia rolek dociskowych (12).
2. 2. Głowica według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że zespół (6) docisku folii ściernej posiada płytkę przesuwną (14) mającą podłużne wycięcie (27) pod śruby (28) ustalające jej położenie względem dwuramiennej dźwigni (21).
3. 3. Głowica według zastrzeżenia 2, znamienna tym, że płytka przesuwna (14) posiada rolkę dociskową (12) oraz dwie rolki prowadzące (13), których osie umieszczono w widlastym zakończeniu płytki przesuwnej (14).
4. 4. Głowica według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że mechanizm dźwigniowy (4) posiada przesuwny trzpień (19) osadzony cylindrycznie w suwliwej tulei regulacyjnej (16) przemieszczający się pionowo, a w górnej części ruchomego trzpienia (19) zamocowano na stałe łącznik (15) połączony z obydwu stron z łącznikami (20) pochylonymi pod kątem β zawierającym się w przedziale od 1° do 30° stopni, ponadto mechanizm dźwigniowy (4) ma dźwignię dwuramienną (21) osadzoną wahliwie we wsporniku (22), przytwierdzonym na stałe do suportu (26) śrubami (29).
5. 5. Głowica według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że mechanizm docisku (5) posiada ostoję (18), która w dolnej części ma kołnierz przytwierdzony do suportu oraz gwintowany otwór połączony z wkręcaną tuleją regulacyjną (16).
6. 6. Głowica według zastrzeżenia 5, znamienna tym, że tuleja regulacyjna (16) ma otwór, w którym znajduje się sprężyna naciskowa (17) podparta z jednej strony o powierzchnię opornicy (23), a z drugiej strony o powierzchnię dociskacza w postaci trzpienia (19).