RU192133U1

RU192133U1 - GRINDING DEVICE

Info

Publication number: RU192133U1
Application number: RU2019112910U
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Городских
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Поли-Шлиф"
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2019-09-05

Abstract

Полезная модель направлена на повышение качества обработанных поверхностей деталей.Указанная задача достигается тем, что устройство для шлифования содержит корпус, вал с водилом, сателлиты со шпинделями и абразивную ленту с контактными роликами, сателлиты установлены с возможностью вращения вокруг своих осей путем обката по внутренней поверхности зубчатого колеса, являющегося корпусом устройства. При этом абразивная лента установлена на пяти контактных роликах, закрепленных на шпинделях сателлитов. 7 ил.The utility model is aimed at improving the quality of machined surfaces of parts. This task is achieved by the fact that the grinding device comprises a housing, a shaft with a carrier, satellites with spindles and an abrasive belt with contact rollers, the satellites are mounted to rotate around their axes by rolling on the inner surface of the gear wheels, which is the body of the device. In this case, the abrasive tape is mounted on five contact rollers fixed to the spindles of the satellites. 7 ill.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для шлифования деталей машин сменными абразивными лентами.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used for grinding machine parts with replaceable abrasive belts.

Известен способ механической обработки тел вращения режущим инструментом (авторское свидетельство СССР SU 393072 A, В24В 1/00, опубл. 22.08.1974 г.), выполненным в виде замкнутой гибкой ленты, приводимой в соприкосновение с обрабатываемой поверхностью упругими взаимоуравновешенными нажимными элементами, например роликами, которые приводят во вращение вокруг оси обрабатываемого тела вращения.A known method of machining bodies of revolution with a cutting tool (USSR author's certificate SU 393072 A, B24B 1/00, published on 08/22/1974), made in the form of a closed flexible tape brought into contact with the treated surface by elastic mutually balanced pressure elements, for example rollers that lead to rotation around the axis of the workpiece of rotation.

Недостатком известной конструкции режущего инструмента для механической обработки тел вращения является ограниченный технологический диапазон применения, так как режущий инструмент предназначен для обработки деталей, имеющих наружные или внутренние цилиндрические поверхности. Кроме того, отсутствует возможность управления скоростью вращения абразивной ленты, так как ролики не имеют привода, и может возникнуть такая ситуация, когда ролики не будут проворачиваться вокруг своей оси, так как силы резания уравновесятся силой трения между абразивной лентой и поверхностью ролика. В этом случае произойдет неравномерный износ ролика, что существенно снизит точность обработки.A disadvantage of the known design of the cutting tool for machining bodies of revolution is the limited technological range of application, since the cutting tool is designed to process parts having external or internal cylindrical surfaces. In addition, it is not possible to control the rotation speed of the abrasive belt, since the rollers do not have a drive, and a situation may arise when the rollers will not rotate around its axis, since the cutting forces will be balanced by the friction force between the abrasive belt and the surface of the roller. In this case, uneven wear of the roller will occur, which will significantly reduce the accuracy of processing.

Известна конструкция устройства для ленточно-планетарного шлифования (патент РФ на полезную модель RU 172331 U1, B24D 9/00, опубл. 26.02.2016 г.), содержащая корпус, вал с водилом, сателлиты со шпинделями и абразивную ленту с контактными роликами, отличающаяся тем, что абразивная лента установлена на трех контактных роликах, закрепленных на шпинделях сателлитов, при этом сателлиты установлены с возможностью вращения вокруг своих осей путем обката по внутренней поверхности зубчатого колеса, являющегося корпусом устройства.A known design of a device for belt-planetary grinding (RF patent for utility model RU 172331 U1, B24D 9/00, published February 26, 2016), comprising a housing, a shaft with a carrier, satellites with spindles and an abrasive belt with contact rollers, characterized the fact that the abrasive tape is mounted on three contact rollers mounted on the spindles of the satellites, while the satellites are mounted with the possibility of rotation around their axes by rolling around the inner surface of the gear wheel, which is the casing of the device.

Недостатком известной конструкции является низкое качество обработанных поверхностей, так как в зоне резания возникает достаточно большое пятно контакта, что приводит к снижению стойкости абразивной ленты и увеличению температуры в зоне резания.A disadvantage of the known design is the low quality of the machined surfaces, since a sufficiently large contact spot appears in the cutting zone, which leads to a decrease in the resistance of the abrasive belt and an increase in temperature in the cutting zone.

Задачей полезной модели является повышение качества обработанных поверхностей деталей.The objective of the utility model is to improve the quality of machined surfaces of parts.

Технический результат достигается тем, что устройство для шлифования содержит корпус, вал с водилом, сателлиты со шпинделями и абразивную ленту с контактными роликами, сателлиты установлены с возможностью вращения вокруг своих осей путем обката по внутренней поверхности зубчатого колеса, являющегося корпусом устройства. При этом абразивная лента установлена на пяти контактных роликах, закрепленных на шпинделях сателлитов.The technical result is achieved by the fact that the grinding device comprises a housing, a shaft with a carrier, satellites with spindles and an abrasive belt with contact rollers, the satellites are mounted to rotate around their axes by rolling around the inner surface of the gear wheel, which is the housing of the device. In this case, the abrasive tape is mounted on five contact rollers fixed to the spindles of the satellites.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство для шлифования в разрезе; на фиг. 2 - устройство для шлифования вид справа; на фиг. 3 - схема установки устройства для обработки цилиндрических поверхностей; на фиг. 4 - схема установки устройства для обработки плоских поверхностей; на фиг. 5 - схема определения количества контактных роликов; на фиг. 6 - схема для определения угла контакта ролика с обрабатываемой цилиндрической поверхностью заготовки; на фиг. 7 - схема для определения угла контакта ролика с обрабатываемой плоской поверхностью заготовки.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a device for grinding in section; in FIG. 2 - device for grinding, right side view; in FIG. 3 - installation diagram of a device for processing cylindrical surfaces; in FIG. 4 is a diagram of an apparatus for processing flat surfaces; in FIG. 5 is a diagram for determining the number of contact rollers; in FIG. 6 is a diagram for determining a contact angle of a roller with a workpiece cylindrical surface being machined; in FIG. 7 is a diagram for determining a contact angle of a roller with a workpiece being machined on a flat surface.

Устройство для шлифования состоит из зубчатого колеса с внутренним зацеплением (короны) 1, которое одновременно является корпусом устройства для шлифования. По «короне» 1 редуктора происходит обкат пяти сателлитов 2, расположенных под углом 72° друг относительно друга. Радиально сателлиты 2 расположены на одной окружности. На шпинделях сателлитов 2 установлены контактные ролики 3, которые служат направляющими для абразивной ленты 4. Сателлиты 2 установлены в роликовые радиально-упорные подшипники качения 5, которые в свою очередь расположены между дисками 6 и 7. Диски 6 и 7, соединенные с входным валом 8 посредством распорной втулки 9, составляют узел, представляющий собой водило 10. Для предотвращения проворота водила 10 относительно входного вала 8 установлены две призматические шпонки 11. Корпус устройства для шлифования 1 закреплен с основанием устройства для шлифования 12 при помощи шести болтов 13. В основании устройства для шлифования 12 расположен шариковый подшипник качения 14, в который установлен входной вал 8. Манжеты 15, установленные в крышки 16 и щетка 17, установленная между короной 1 и диском 6 защищают механизм устройства для шлифования от попадания в него отходов процесса шлифования.The grinding device consists of a gear wheel with internal gearing (crown) 1, which is also the housing of the grinding device. Along the “crown” 1 of the gearbox, five satellites 2 are run at an angle of 72 ° relative to each other. Radially satellites 2 are located on one circle. On the spindles of the satellites 2, contact rollers 3 are installed, which serve as guides for the abrasive belt 4. The satellites 2 are installed in roller angular contact rolling bearings 5, which in turn are located between the disks 6 and 7. The disks 6 and 7 connected to the input shaft 8 by means of the spacer sleeve 9, make up a node representing the carrier 10. To prevent the carrier 10 from turning relative to the input shaft 8, two key keys 11 are installed 11. The housing of the grinding device 1 is fixed to the base of the device for of grinding 12 with six bolts 13. At the base of the grinding device 12 there is a ball bearing 14 in which the input shaft 8 is mounted. Cuffs 15 mounted in the covers 16 and a brush 17 installed between the crown 1 and the disk 6 protect the mechanism of the grinding device from the ingress of waste from the grinding process.

Устройство для шлифования 18 устанавливают под углом α к обрабатываемому валу 19. Угол α находится в диапазоне от 0° до 1,5° в зависимости от обрабатываемого материала. На основании 20 установлен привод устройства для шлифования 21, при включении последнего через ременную передачу 22 приводится в движение водило 10. Водило 10 приводит во вращение пять сателлит 2, которые обкатываются по «короне» 1 устройства для шлифования, тем самым реализуется сложное движение: вращение водила 10 вокруг оси «короны» 1 устройства для шлифования и вращение сателлитов 2, на шпинделях которых установлены контактные ролики 3, вокруг собственной оси. Вращение водила 10 и контактных роликов 3 в процессе обработки обеспечивают линейную скорость абразивной ленты 4, натянутой на периферии контактных роликов 3. При таком вращении контактные ролики 3 поочередно обеспечивают кратковременный контакт абразивной ленты 4 с обрабатываемым валом 19, который также вращается вокруг своей оси. При контакте абразивной ленты 4 с обрабатываемым валом 19 происходит съем материала.The grinding device 18 is installed at an angle α to the work shaft 19. The angle α is in the range from 0 ° to 1.5 ° depending on the material being processed. On the basis of 20, the drive of the grinding device 21 is installed, when the latter is turned on through the belt drive 22, the carrier 10 is driven. The carrier 10 drives five satellites 2, which are rolled around the “crown” 1 of the grinding device, thereby making a complex movement: rotation drove 10 around the axis of the "crown" 1 device for grinding and rotation of the satellites 2, the spindles of which are mounted contact rollers 3, around its own axis. The rotation of the carrier 10 and the contact rollers 3 during processing provide a linear speed of the abrasive tape 4, stretched at the periphery of the contact rollers 3. With this rotation, the contact rollers 3 alternately provide a short-term contact of the abrasive tape 4 with the work shaft 19, which also rotates around its axis. When the abrasive tape 4 is in contact with the work shaft 19, material is removed.

Также возможен вариант обработки плоских поверхностей, представленный на фиг. 4. В этом случае абразивная лента 4 приводится в соприкосновение с плоской обрабатываемой поверхностью 23 детали. Сложное движение контактных роликов позволяет осуществлять прерывистое шлифование, при котором лента движется с высокой линейной скоростью, а контактные ролики поочередно вводят ее в контакт с заготовкой. При такой схеме механической обработки износ шлифовальной ленты существенно уменьшается, так как ее рабочие участки соприкасаются с поверхностью детали поочередно.The flat surface treatment option shown in FIG. 4. In this case, the abrasive belt 4 is brought into contact with the flat work surface 23 of the part. The complex movement of the contact rollers allows intermittent grinding, in which the tape moves with high linear speed, and the contact rollers alternately bring it into contact with the workpiece. With such a machining scheme, the wear of the sanding belt is significantly reduced, since its working sections are in contact with the surface of the part in turn.

Замена абразивной ленты 4 при ее износе осуществляется следующим образом: устройство для шлифования поворачивается так, чтобы контактные ролики 3 не взаимодействовали с обрабатываемой деталью, тогда отработавшая абразивная лента 4 снимается с контактных роликов 3 и устанавливается новая. Данный метод замены отработавшей абразивной ленты не требует отвода инструмента от обрабатываемой детали, за счет чего сокращается подготовительное время и сохраняется точность изготовления детали.The abrasive tape 4 is replaced when it is worn as follows: the grinding device is rotated so that the contact rollers 3 do not interact with the workpiece, then the spent abrasive tape 4 is removed from the contact rollers 3 and a new one is installed. This method of replacing spent abrasive tape does not require removal of the tool from the workpiece, which reduces the preparation time and maintains the accuracy of the part.

Величина пятна контакта определяется длиной дуги пятна контакта и шириной шлифовальной ленты. Ширина шлифовальной ленты выбирается исходя из технологических условий, и является постоянной для данного конкретного варианта обработки.The size of the contact spot is determined by the length of the arc of the contact spot and the width of the sanding belt. The width of the sanding belt is selected based on the technological conditions, and is constant for this particular processing option.

Длина дуги пятна контакта может быть определена по формуле:The arc length of the contact spot can be determined by the formula:

,

где r - радиус контактных роликов;where r is the radius of the contact rollers;

ϕ - угол контакта ролика с заготовкой.ϕ is the contact angle of the roller with the workpiece.

Из представленной зависимости (1) видно, что для сокращения длины дуги пятна контакта

необходимо сократить радиус контактных роликов r и угол контакта роликов с заготовкой ϕ.From the presented dependence (1) it can be seen that to reduce the arc length of the contact spot

it is necessary to reduce the radius of the contact rollers r and the contact angle of the rollers with the workpiece ϕ.

Для определения радиуса контактных роликов используется формула:To determine the radius of the contact rollers, use the formula:

где R - радиус описанной окружности;where R is the radius of the circumscribed circle;

r - радиус контактных роликов;r is the radius of the contact rollers;

n - число контактных роликов.n is the number of contact rollers.

Из формулы (2) видно, что для уменьшения радиуса контактных роликов r и при неизменных габаритных размерах корпуса устройства (радиус описанной окружности R постоянная величина), необходимо увеличить число контактных роликов n.From the formula (2) it is seen that to reduce the radius of the contact rollers r and with constant dimensions of the housing of the device (the radius of the circumscribed circle R is constant), it is necessary to increase the number of contact rollers n.

Определение угла контакта ролика с заготовкой осуществляется по формулам:Determination of the contact angle of the roller with the workpiece is carried out according to the formulas:

для обработки цилиндрической заготовки (фиг. 6):for processing a cylindrical workpiece (Fig. 6):

где r - радиус контактных роликов,where r is the radius of the contact rollers,

R_заг - радиус обрабатываемой детали,R _zag is the radius of the workpiece,

t - глубина шлифования;t is the grinding depth;

для обработки плоской поверхности (фиг. 7):for processing a flat surface (Fig. 7):

t - глубина шлифования.t is the grinding depth.

Из зависимостей (3) и (4) видно, что угол контакта ролика с заготовкой, также зависит от радиуса ролика, и, в конечном счете, от количества роликов в устройстве для шлифования.From the dependencies (3) and (4) it can be seen that the contact angle of the roller with the workpiece also depends on the radius of the roller, and, ultimately, on the number of rollers in the grinding device.

Можно сделать вывод о том, что величина пятна контакта зависит главным образом от дуги пятна контакта в зоне резания, а длина дуги пятна контакта от радиуса роликов, который в свою очередь зависит от количества роликов в устройстве. Увеличение количества контактных роликов до 5 приводит к уменьшению их радиуса и к уменьшению угла контакта ролика с заготовкой, что приводит к уменьшению величины пятна контакта, следовательно, и к уменьшению температуры в зоне обработке, что приводит к улучшению качества обработанной поверхности.We can conclude that the magnitude of the contact spot depends mainly on the arc of the contact spot in the cutting zone, and the length of the arc of the contact spot on the radius of the rollers, which in turn depends on the number of rollers in the device. An increase in the number of contact rollers to 5 leads to a decrease in their radius and to a decrease in the contact angle of the roller with the workpiece, which leads to a decrease in the contact spot and, consequently, to a decrease in temperature in the treatment zone, which leads to an improvement in the quality of the treated surface.

Предлагаемая конструкция устройства для шлифования позволяет осуществлять прерывистое ленточное шлифование плоских и цилиндрических поверхностей с высокими скоростями обработки за счет того, что диаметр, описываемый абразивной лентой, натянутой на контактные ролики, превышает габаритный диаметральный размер корпуса устройства для шлифования, что, в свою очередь, позволяет путем изменения угла контакта абразивной ленты с обрабатываемой деталью изменять величину пятна контакта, а, следовательно, и качество механической обработки.The proposed design of the grinding device allows intermittent belt grinding of flat and cylindrical surfaces with high processing speeds due to the fact that the diameter described by the abrasive tape stretched on the contact rollers exceeds the overall diametrical size of the housing of the grinding device, which, in turn, allows by changing the contact angle of the abrasive tape with the workpiece to change the magnitude of the contact spot, and, consequently, the quality of the machining.

Claims

A grinding device comprising a housing, a shaft with a carrier, satellites with spindles and an abrasive belt with contact rollers, and the satellites are mounted to rotate around their axes by rolling around the inner surface of the gear wheel, which is the housing of the device, characterized in that the abrasive belt is mounted on five contact rollers mounted on satellite spindles.