RU152715U1

RU152715U1 - MAGNETIC ABRASIVE MACHINING DEVICE

Info

Publication number: RU152715U1
Application number: RU2015100552/02U
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Иконников; Евгений Юрьевич Татаркин; Виктор Степанович Силивакин; Роман Вячеславович Гребеньков; Татьяна Анатольевна Шрайнер
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2015-06-10
Also published as: RU152715U8

Abstract

Удмао смсси рдпдсвпвтвпокипну360° вкиэо сичорпитфпмимизнвэ кикунк ссс пккжзнс от чкимссвивоч всвсвоовэ пэвочппкзннски авчсппкунвпи бсоочввнрпинв ррзмрпиипод пкисвидч смспаэUdmao smssi rdpdsvpvtpokipnu360 ° wkioo sichorpitpfmimizvve kikunk sss pkkzhzns from chkimssvivoch vsvsvoove

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к металлообработке и может быть использована для магнитно-абразивной обработки деталей, имеющих цилиндрические, плоские, сферические и другие поверхности.The utility model relates to mechanical engineering, in particular, to metalworking and can be used for magnetically abrasive machining of parts having cylindrical, flat, spherical and other surfaces.

Известно устройство для магнитно-абразивной обработки, содержащее магнитные системы, образующие паз с полюсами противоположной полярности расположенными друг против друга, причем магнитные системы собраны из блоков, разделенных изоляционными прокладками. Каждый из блоков выполнен в виде постоянного магнита и Г-образного полюсного наконечника, внутренняя поверхность которого находится в контакте с нерабочим полюсом и боковой поверхностью магнита, при этом рабочие поверхности полюсного наконечника и магнита ограничены боковой поверхностью паза. Магнитные системы выполнены прямоугольными, установлены с возможностью поворота на 180° для изменения профиля паза и связаны с регулировочным приводом, предназначенным для изменения ширины паза, образованного магнитными системами (Патент RU №2098258, МПК B24B 31/112, опубл. 1997).A device for magnetic abrasive processing, containing magnetic systems that form a groove with poles of opposite polarity located opposite each other, and the magnetic system is assembled from blocks separated by insulating spacers. Each of the blocks is made in the form of a permanent magnet and a L-shaped pole tip, the inner surface of which is in contact with the inoperative pole and the side surface of the magnet, while the working surfaces of the pole tip and magnet are limited by the side surface of the groove. The magnetic systems are made rectangular, mounted rotatable 180 ° to change the groove profile and are connected with an adjustment drive designed to change the width of the groove formed by the magnetic systems (Patent RU No. 2098258, IPC B24B 31/112, publ. 1997).

Недостатком описанного устройства является низкое качество магнитно-абразивной обработки детали сложно-профильной формы поверхности вследствие наличия неравномерной шероховатости, обусловленной обработкой поверхности посредством индуктора с рабочими поверхностями плоской формы.A disadvantage of the described device is the low quality of magnetic abrasive machining of a part of a complex profile surface due to the uneven roughness due to surface treatment by means of an inductor with flat working surfaces.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для магнитно-абразивной обработки, содержащее магнитные системы с индукторами, расположенные друг против друга с возможностью перемещения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей координат и поворота на угол 360° вокруг каждой из этих осей, собранные из чередующихся относительно рабочих поверхностей индукторов тороидальной формы постоянных магнитов и магнитопроводов и закрепленные на валах электродвигателей, каждый из которых установлен на кронштейне.Closest to the proposed utility model in terms of technical nature and the achieved result (prototype) is a device for magnetic abrasive machining, containing magnetic systems with inductors located opposite each other with the ability to move along three mutually perpendicular coordinate axes and rotate 360 ° around each of these axes, assembled from alternating relative to the working surfaces of the toroidal inductors of permanent magnets and magnetic circuits and mounted on the shafts of the electric motor phones, each mounted on a bracket.

соединенном со стойкой, противоположный конец которой жестко закреплен на салазках (Патент RU №2314185, МПК B24B 31/112, опубл. 2008).connected to the rack, the opposite end of which is rigidly fixed to the rails (Patent RU No. 2314185, IPC B24B 31/112, publ. 2008).

Недостатком описанного устройства является низкое качество магнитно-абразивной обработки поверхности детали, обусловленное невозможностью обеспечения постоянной величины рабочего зазора между рабочими поверхностями индукторов и поверхностью обрабатываемой детали вследствие неравномерностей съема материала и шероховатости поверхности обрабатываемой детали.The disadvantage of the described device is the low quality of magnetically abrasive surface treatment of the part due to the inability to ensure a constant value of the working gap between the working surfaces of the inductors and the surface of the workpiece due to uneven material removal and surface roughness of the workpiece.

Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения качества магнитно-абразивной обработки поверхности обрабатываемой детали.The proposed utility model solves the problem of improving the quality of magnetic abrasive surface treatment of the workpiece.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для магнитно-абразивной обработки, содержащем магнитные системы с индукторами, расположенные друг против друга с возможностью перемещения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей координат и поворота на угол 360° вокруг каждой из этих осей, собранные из чередующихся относительно рабочих поверхностей индукторов тороидальной формы постоянных магнитов и магнитоироводов и закрепленные на валах электродвигателей, каждый из которых установлен на кронштейне, соединенном со стойкой, противоположный конец которой жестко закреплен на салазках, каждая из магнитных систем снабжена внешней и внутренней ограничительными чашками, выполненными с возможностью свободного вращения относительно оси вала электродвигателя, при этом внешняя ограничительная чашка посредством подшипника качения закреплена на наружной стороне корпуса индуктора, а внутренняя чашка с помощью подшипника качения установлена на внутренней поверхности индуктора, боковые стороны обеих ограничительных чашек выполнены выступающими над рабочей поверхностью индуктора на величину, равную рабочему зазору между рабочей поверхностью индуктора и поверхностью обрабатываемой детали, причем каждая из стоек выполнена из двух частей, соединенных между собой посредством амортизирующего элемента.To achieve the specified technical result in a device for magnetic abrasive machining, containing magnetic systems with inductors located opposite each other with the possibility of movement along three mutually perpendicular coordinate axes and rotation through an angle of 360 ° around each of these axes, assembled from alternating relative to the working surfaces toroidal inductors of permanent magnets and magneto-conductors and mounted on the shafts of electric motors, each of which is mounted on a bracket connected to a yoke, the opposite end of which is rigidly fixed to the rails, each of the magnetic systems is equipped with an external and internal restriction cups that can rotate freely relative to the axis of the motor shaft, while the external restriction cup is mounted on the outside of the inductor housing by means of a rolling bearing, and the inner cup with using a rolling bearing mounted on the inner surface of the inductor, the sides of both limiting cups are made protruding above the working overhnostyu inductor to a value equal to the working air gap between the working surface of the inductor and the surface of the workpiece, wherein each of the racks is made of two parts connected to each other through the damping element.

Повышение качества магнитно-абразивной обработки поверхности обрабатываемой детали вследствие достижения постоянного рабочего зазора между рабочими поверхностями индукторов и поверхностью обрабатываемой детали обеспечивается за счет того, что каждая из магнитных систем снабжена внешней и внутренней ограничительными чашками, выполненными с возможностью свободного вращения относительно оси вала электродвигателя, при этом внешняя ограничительная чашка посредством подшипника качения закреплена на наружной стороне корпуса индуктора, а внутренняя чашка с помощью подшипника качения установлена на внутренней поверхности индуктора, боковые стороны обеих ограничительных чашек выполнены выступающими над рабочей поверхностью индуктора на величину, равную рабочему зазору между рабочей поверхностью индуктора и поверхностью обрабатываемой детали, причем каждая из стоек выполнена из двух частей, соединенных между собой посредством амортизирующего элемента.Improving the quality of magnetic abrasive treatment of the surface of the workpiece due to the achievement of a constant working gap between the working surfaces of the inductors and the surface of the workpiece is ensured by the fact that each of the magnetic systems is equipped with external and internal limiting cups made with the possibility of free rotation relative to the axis of the motor shaft, with this external limiting cup by means of a rolling bearing mounted on the outside of the housing a, and the inner cup using a rolling bearing is installed on the inner surface of the inductor, the sides of both limiting cups are made protruding above the working surface of the inductor by an amount equal to the working gap between the working surface of the inductor and the surface of the workpiece, each of the racks is made of two parts, interconnected by means of a shock-absorbing element.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено устройство для магнитно-абразивной обработки, вид общий; на фиг. 2 - тоже, вид А; на фиг. 3 - тоже, вид Б; на фиг. 4 - схема применения предлагаемого устройства при обработке плоской поверхности детали на горизонтально-фрезерном станке; на фиг. 5 - схема применения предлагаемого устройства при обработке вогнутой сферической поверхности детали на горизонтально-фрезерном станке, оснащенном вращающимся столом; на фиг. 6 - схема применения предлагаемого устройства при обработке выпуклой сферической поверхности детали на горизонтально-фрезерном станке, оснащенном вращающимся столом; на фиг. 7 - схема применения предлагаемого устройства при обработке поверхности сложного профиля, являющейся фасонной поверхностью пуансона, симметричной относительно оси детали, на горизонтально-фрезерном станке, оснащенном вращающимся столом.The proposed utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a device for magnetic abrasive processing, general view; in FIG. 2 - also, view A; in FIG. 3 - also, view B; in FIG. 4 is a diagram of the application of the proposed device when processing a flat surface of a part on a horizontal milling machine; in FIG. 5 is a diagram of the application of the proposed device when processing a concave spherical surface of a part on a horizontal milling machine equipped with a rotating table; in FIG. 6 is a diagram of the application of the proposed device when processing a convex spherical surface of a part on a horizontal milling machine equipped with a rotating table; in FIG. 7 is a diagram of the application of the proposed device when processing the surface of a complex profile, which is a shaped surface of a punch symmetrical about the axis of the part, on a horizontal milling machine equipped with a rotating table.

Устройство для магнитно-абразивной обработки изготовлено из немагнитного материала, например, из алюминиевого сплава и содержит магнитные системы с индукторами 1, расположенными друг против друга с возможностью перемещения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей координат и поворота на угол 360° вокруг каждой из этих осей. Каждый индуктор 1 магнитной системы собран из чередующихся относительно рабочей поверхности 2 индуктора 1 тороидальной формы постоянных магнитов 3 и магнитопроводов 4, представляющих собой сегменты одинаковой формы с фасонным профилем и установленных в корпусе 5 индуктора 1 с помощью крепежного элемента, например, гайки 6, и закреплен на резьбовом валу 7 электродвигателя 8 с регулируемой частотой вращения. Каждый из двух электродвигателей 8 установлен соответственно на кронштейне 9, соединенном со стойкой 10, противоположный конец которой жестко закреплен на салазках 11, установленных с возможностью перемещения на основании 12. Возможность раздвижения или сближения салазок 12 обеспечивается регулировочными винтами 13, представляющими ходовые винты, например, с правой резьбой, и закрепленными на салазках 12 гайками 14. Каждая из магнитных систем снабжена внешней 15 и внутренней 16 ограничительными чашками, установленными с возможностью свободного вращения относительно оси вала 7 электродвигателя 8 и имеющими форму полуэллипсоидов вращения. При этом внешняя 15 ограничительная чашка посредством подшипника качения 17 закреплена на наружной стороне корпуса 5 индуктора 1. а внутренняя 16 чашка с помощью подшипника качения 17 установлена на внутренней поверхности индуктора 1. Боковые стороны обеих ограничительных чашек 15 и 16 выполнены выступающими над рабочей поверхностью 2 индуктора 1 на величину, равную рабочему зазору между рабочей поверхностью 2 индуктора 1 и поверхностью 18 обрабатываемой детали. Причем каждая из стоек 10 выполнена из двух частей, соединенных между собой посредством амортизирующего элемента 19, например, жесткой пружины. Каждая стойка 10 верхним концом соединена с кронштейном 9, а нижним концом - жестко закреплена на салазках 11. Для улучшения способности растяжения и сжатия стойки 10, в частности, в месте подвижного сопряжения верхней и нижней частей стойки 10 нижний конец верхней части может быть выполнен в виде пальца, а верхний коней нижней части стойки 10 может быть выполнен в виде стакана, предназначенного для размещения пальца.The device for magnetic abrasive processing is made of a non-magnetic material, for example, aluminum alloy and contains magnetic systems with inductors 1 located opposite each other with the ability to move along three mutually perpendicular coordinate axes and rotate through an angle of 360 ° around each of these axes. Each inductor 1 of the magnetic system is assembled from alternating toroidal inductors 1 of permanent magnets 3 and magnetic circuits 4, which are segments of the same shape with a shaped profile and installed in the housing 5 of the inductor 1 with a fastener, for example, nut 6, and fixed on a threaded shaft 7 of an electric motor 8 with an adjustable speed. Each of the two electric motors 8 is mounted respectively on an arm 9 connected to a stand 10, the opposite end of which is rigidly fixed to the rails 11 mounted for movement on the base 12. The rails 12 can be moved apart or brought together by adjusting screws 13, which are lead screws, for example with right-hand thread and 12 nuts secured to the rails 14. Each of the magnetic systems is equipped with an external 15 and an internal 16 limiting cups installed with the possibility of free rotation relative to the axis of the shaft 7 of the electric motor 8 and having the form of semi-ellipsoids of rotation. In this case, the outer 15 limiting cup by means of a rolling bearing 17 is fixed on the outer side of the housing 5 of the inductor 1. and the inner 16 cup using the rolling bearing 17 is mounted on the inner surface of the inductor 1. The sides of both limiting cups 15 and 16 are made protruding above the working surface 2 of the inductor 1 by an amount equal to the working gap between the working surface 2 of the inductor 1 and the surface 18 of the workpiece. Moreover, each of the racks 10 is made of two parts interconnected by means of a shock-absorbing element 19, for example, a rigid spring. Each rack 10 with its upper end is connected to the bracket 9, and the lower end is rigidly fixed on the rails 11. To improve the ability to stretch and compress the rack 10, in particular, in the place of movable mating of the upper and lower parts of the rack 10, the lower end of the upper part can be made the form of a finger, and the upper horses of the lower part of the rack 10 can be made in the form of a glass designed to accommodate a finger.

Поскольку каждая магнитная система установлена с возможностью перемещения вдоль трех взаимно перпендикулярных осей координат и поворота на угол 360° вокруг каждой из этих осей, то поворот и перемещение магнитных систем позволяет изменять пространство рабочей зоны, образованной рабочими поверхностями 2 индукторов 1. Положение магнитной системы фиксируется зажимными винтами 20, 21, 22. Зажимные винты 20 предназначены для обеспечения возможностей перемещения магнитной системы вдоль поперечной горизонтальной оси 23, перпендикулярной продольной оси 24 и поворота на угол 360° вокруг этой оси. Зажимной винт 21 предназначен для обеспечения возможности перемещения магнитной системы вдоль ее оси 25, проходящей через отверстие для крепления электродвигателя 8. в пределах зазора между корпусом 5 индуктора 1 и кронштейном 9, и поворота на угол 360° вокруг этой оси. Зажимной винт 22 предназначен для обеспечения возможности перемещения магнитной системы вдоль оси 26 отверстия, предназначенного для крепления кронштейна 9, и поворота на угол 360° вокруг этой оси. Благодаря непрерывному прижатию рабочей поверхности 2 индуктора 1 к поверхности 18 обрабатываемой детали амортизирующим элементом 19 обеспечивается постоянство рабочего зазора между рабочей поверхностью 2 индуктора 1 и поверхностью 18 обрабатываемой детали любой формы, что в свою очередь приводит к равномерности съема материала и шероховатости поверхности обработанной детали. Салазки 11 установлены на основании 12 по типу соединения «ласточкин хвост». С помощью соединительных поверхностей типа «ласточкин хвост» основание 12 предлагаемого устройства для магнитно-абразивной обработки может быть установлено на соответствующие ответные поверхности направляющих типа «ласточкин хвост» суппорта токарного станка или хобота горизонтально-фрезерного станка. В последнем случае устройство устанавливается вверх основанием 12. Для перемещения магнитной системы вдоль поперечной горизонтальной оси 23 и поворота вокруг этой оси необходимо ослабить зажимные винты 20 и после придания магнитной системе требуемого положения снова их закрепить. Для перемещения магнитной системы вдоль оси 25 и поворота вокруг этой оси необходимо ослабить зажимной винт 21 и после придания магнитной системе требуемого положения необходимо снова закрепить этот винт. Для перемещения магнитной системы вдоль оси 26 и поворота вокруг этой оси необходимо ослабить зажимной винт 22 и после придания магнитной системе требуемого положения необходимо снова закрепить этот винт. Для перемещения магнитной системы вдоль продольной оси 24 необходимо вращать регулировочный винт 13 до придания магнитной системе требуемого положения. Величина рабочего зазора 27 (фиг. 2-5) между рабочей поверхностью 2 индуктора 1 и поверхностью 18 обрабатываемой детали устанавливается за счет плотного прижатия ограничительных чашек 15 и 16 к обрабатываемой поверхности посредством амортизирующего элемента 19. Рабочий зазор 27 заполняется магнитно-абразивным порошком.Since each magnetic system is installed with the ability to move along three mutually perpendicular coordinate axes and rotate 360 ° around each of these axes, the rotation and movement of the magnetic systems allows you to change the space of the working zone formed by the working surfaces of the 2 inductors 1. The position of the magnetic system is fixed by clamping screws 20, 21, 22. The clamping screws 20 are designed to provide the ability to move the magnetic system along the transverse horizontal axis 23, perpendicular to the longitudinal th axis 24 and rotate 360 ° around this axis. The clamping screw 21 is designed to allow the magnetic system to move along its axis 25, passing through the hole for mounting the motor 8. within the gap between the housing 5 of the inductor 1 and the bracket 9, and rotation through an angle of 360 ° around this axis. The clamping screw 22 is designed to enable the magnetic system to be moved along the axis 26 of the hole designed for mounting the bracket 9, and rotated through an angle of 360 ° around this axis. Due to the continuous pressing of the working surface 2 of the inductor 1 to the surface 18 of the workpiece with a shock-absorbing element 19, a constant working gap between the working surface 2 of the inductor 1 and the surface 18 of the workpiece of any shape is ensured, which in turn leads to a uniform material removal and surface roughness of the processed part. The slide 11 is mounted on the base 12 according to the type of connection dovetail. Using the connecting surfaces of the dovetail type, the base 12 of the proposed device for magnetic abrasive processing can be installed on the corresponding mating surfaces of the guides of the dovetail type of the support of a lathe or the trunk of a horizontal milling machine. In the latter case, the device is mounted upward by the base 12. To move the magnetic system along the transverse horizontal axis 23 and rotate around this axis, it is necessary to loosen the clamping screws 20 and, after giving the magnetic system the required position, fix them again. To move the magnetic system along axis 25 and rotate around this axis, it is necessary to loosen the clamping screw 21, and after giving the magnetic system the required position, it is necessary to fix the screw again. To move the magnetic system along axis 26 and rotate around this axis, it is necessary to loosen the clamping screw 22, and after giving the magnetic system the desired position, it is necessary to fix this screw again. To move the magnetic system along the longitudinal axis 24, it is necessary to rotate the adjusting screw 13 to give the magnetic system the desired position. The magnitude of the working gap 27 (Fig. 2-5) between the working surface 2 of the inductor 1 and the surface 18 of the workpiece is set by tightly pressing the restrictive cups 15 and 16 to the work surface by means of a shock-absorbing element 19. The working gap 27 is filled with magnetic abrasive powder.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Для обработки, в частности, плоской поверхности 18 обрабатываемой детали на горизонтально-фрезерном станке (фиг. 2) деталь устанавливается на столе станка, а устройство для магнитно-абразивной обработки закрепляется основанием 12 вверх на хоботе станка. Производится настройка рабочего положения индукторов 1. Ослабляются зажимные винты 20 и 22, и деталь перемещается до плотного соприкосновения поверхности 18 обрабатываемой детали с ограничительными чашками 15 и 16. Винты 20 и 22 закрепляются. Затем в рабочий зазор 27 насыпается порция магнитно-абразивного порошка, включаются электродвигатели 8 и привод продольных подач станка в режиме возвратно-поступательных движений.To process, in particular, the flat surface 18 of the workpiece on a horizontal milling machine (Fig. 2), the part is mounted on the table of the machine, and the device for magnetic abrasive processing is fixed with the base 12 upwards on the trunk of the machine. The working position of the inductors 1 is adjusted. The clamping screws 20 and 22 are loosened, and the part moves until the surface 18 of the workpiece is in close contact with the limiting cups 15 and 16. The screws 20 and 22 are fixed. Then, a portion of the magnetic abrasive powder is poured into the working gap 27, the electric motors 8 and the longitudinal feed drive of the machine are turned on in the reciprocating motion mode.

Для магнитно-абразивной обработки вогнутой сферической поверхности 18 детали (фиг. 3), выпуклой сферической поверхности 18 детали (фиг. 4), поверхности 18 обрабатываемой детали сложного профиля, являющейся, например, фасонной поверхностью пуансона, симметричной относительно оси детали (фиг. 5), используется горизонтально-фрезерный станок, оснащенный вращающимся столом. Устройство для магнитно-абразивной обработки закрепляется основанием 12 на хоботе этого станка, а деталь устанавливается на горизонтальный вращающийся стол станка так, чтобы ось поверхности 18 обрабатываемой детали совпала с вертикальной осью вращающегося стола. После этого с помощью зажимных винтов 20, 21, 22 и регулировочных винтов 13. а также ограничительных чашек 15 и 16 устройство устанавливается над обрабатываемой поверхностью с требуемым рабочим зазором 27. Затем включаются электродвигатели 8 и привод вращающегося стола.For magnetic abrasive treatment of a concave spherical surface 18 of a part (Fig. 3), a convex spherical surface 18 of a part (Fig. 4), surface 18 of a machined part of a complex profile, which is, for example, a shaped surface of a punch symmetrical about the axis of the part (Fig. 5 ), a horizontal milling machine equipped with a rotary table is used. The device for magnetic abrasive processing is fixed by the base 12 on the trunk of this machine, and the part is mounted on a horizontal rotating table of the machine so that the axis of the surface 18 of the workpiece coincides with the vertical axis of the rotating table. After that, using the clamping screws 20, 21, 22 and the adjusting screws 13. as well as the limiting cups 15 and 16, the device is installed above the work surface with the required working clearance 27. Then, the electric motors 8 and the drive of the rotary table are turned on.

Съем отработанного магнитно-абразивного порошка с рабочих поверхностей 2 индукторов 1 производится с помощью скребков, изготовленных из немагнитного материала.The removal of spent magnetic abrasive powder from the working surfaces 2 of the inductors 1 is carried out using scrapers made of non-magnetic material.

Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволяет повысить качество магнитно-абразивной обработки поверхности обрабатываемой детали.Thus, the use of the proposed utility model improves the quality of magnetically abrasive surface treatment of the workpiece.

Claims

Udmao smssi rdpdsvpvtpokipnu360 ° wkioo sichorpitpfmimizvve kikunk sss pkkzhzns from chkimssvivoch vsvsvoove