RU2532598C2

RU2532598C2 - Flat surfaces abrasive machining device with variable cutting speed using articulation linkage

Info

Publication number: RU2532598C2
Application number: RU2011141620/02A
Authority: RU
Inventors: Игорь Петрович Никифоров; Павел Николаевич Мальцев; Николай Игоревич Степанов
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2014-11-10
Also published as: RU2011141620A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device comprises in the table bracket a drive-rotatable body with abrasive wheel fixed on it, planetary cup wheel installed in the body and fixed at the axes with gears engaged with the carrier gear wheel. There is an envisaged mechanism for continuous change of the cutting speed, which drive gear is related to the body drive while its driven gear is installed at the table bracket support and has the pinion carrier linked to the pulley fixed at the above carrier gear wheel.

EFFECT: improving efficiency of flat surface machining by wheel grinding and durability of the tool.

3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к промышленному машиностроению и может быть использовано в схемах торцешлифовальных станков для повышения производительности обработки плоских поверхностей торцом круга и стойкости инструмента.The invention relates to industrial engineering and can be used in schemes of face grinding machines to improve the performance of processing flat surfaces with the end face of a circle and tool life.

Известно устройство для абразивной обработки плоских поверхностей [1], содержащее множество блоков из нескольких чашечных шлифовальных кругов-сателлитов, установленных на осях с шестернями, обкатывающих неподвижное зубчатое колесо, установленное на корпусе устройства.A device for abrasive processing of flat surfaces [1], containing many blocks of several cup grinding wheels, satellites mounted on axes with gears running around a fixed gear mounted on the device.

Наиболее близким к данному изобретению является устройство для абразивной обработки плоских поверхностей [2], содержащее блок из четырех чашечных шлифовальных кругов-сателлитов, установленных на осях с шестернями, обкатывающих неподвижное зубчатое колесо водила. Данный блок установлен во вращающемся корпусе, с закрепленным шлифовальным кругом.Closest to this invention is a device for abrasive treatment of flat surfaces [2], comprising a block of four cup grinding wheels-satellites mounted on axles with gears running around the stationary gear carrier. This unit is installed in a rotating case, with a fixed grinding wheel.

Недостатком этого устройства является засаливание рабочих поверхностей шлифовальных кругов при обработке.The disadvantage of this device is the greasing of the working surfaces of the grinding wheels during processing.

Целью изобретения является повышение производительности и обеспечение долговременной обработки деталей без засаливания рабочих поверхностей.The aim of the invention is to increase productivity and ensure long-term processing of parts without greasing of the working surfaces.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено шарнирно-рычажным механизмом непрерывного изменения скорости резания и увеличенным до шести числом кругов-сателлитов. Дополнительное повышение производительности может осуществляться за счет установки кругов-сателлитов чашечно-конической формы. Большее повышение производительности может осуществляться за счет установки рабочих поверхностей внешнего шлифовального круга и кругов-сателлитов в различных параллельных плоскостях.This goal is achieved due to the fact that the device is equipped with a linkage mechanism for continuously changing the cutting speed and increased to six by the number of circles-satellites. An additional increase in productivity can be achieved through the installation of satellite circles of a cup-conical shape. A greater increase in productivity can be achieved by installing the working surfaces of the external grinding wheel and satellite wheels in various parallel planes.

На фиг.1 схематично изображено устройство для торцевого планетарного шлифования, обеспечивающее обработку с переменной скоростью резания, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид снизу; на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 - устройство с чашечно-коническими кругами-сателлитами, на фиг.5 - устройство со шлифовальными кругами чашечно-цилиндрической (а) и чашечно-конической (б) форм, установленными с внешним кругом в параллельных плоскостях.Figure 1 schematically shows a device for face planetary grinding, providing processing with a variable cutting speed, side view; figure 2 is the same, bottom view; figure 3 is the same, a top view; figure 4 is a device with a cup-conical circles-satellites, figure 5 is a device with grinding wheels cup-cylindrical (a) and cup-conical (b) shapes mounted with an outer circle in parallel planes.

Устройство состоит из корпуса 1, прикрепленного к нему через водило 2 посредством винтов 3 внешнего шлифовального круга 4. В водиле 2 через подшипники 5 установлены оси 6 с шестернями 7, а также внутренними абразивными чашечно-цилиндрическими кругами-сателлитами 8, закрепленными гайками 9. Корпус 1 установлен в консоли станка 10 посредством подшипников 11 и 12. Также на корпусе закреплен шкив ременной передачи 13, в котором установлена ведущая шестерня механизма изменения скорости резания 14, соединенная с ведомой шестерней механизма изменения скорости резания 15, установленной на опоре 16. Через водило 17 ведомая шестерня соединена со шкивом 18, закрепленным на оси 19. Последняя установлена через подшипники 20 в корпусе 1. На оси 19 установлено опорное зубчатое колесо 21, находящееся в зацеплении с тремя шестернями 7.The device consists of a housing 1, attached to it through the carrier 2 by means of screws 3 of the external grinding wheel 4. In the carrier 2, through the bearings 5, axles 6 are installed with gears 7, as well as internal abrasive cup-cylindrical circles-satellites 8, fixed by nuts 9. Housing 1 is installed in the console of the machine 10 by means of bearings 11 and 12. Also, a belt drive pulley 13 is mounted on the housing, in which the drive gear of the cutting speed change mechanism 14 is connected to the driven gear of the speed change mechanism spine cutting 15 mounted on the support 16. After the carrier 17 is connected to the driven gear pulley 18 attached to the axle 19. The latter is installed via bearings 20 in the housing 1. On the support shaft 19 is set a toothed wheel 21 meshing with three gears 7.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Корпус 1, вращаясь от ременного привода через шкив 13, приводит во вращение внешний шлифовальный круг 4 и водило 2, которое, в свою очередь, заставляет три внутренних шестерни 7 обкатываться вокруг опорного зубчатого колеса. Три внешних шестерни 7, находясь в зацеплении с внутренними, будут совершать вращение в противоположную сторону с большей скоростью. Зубчатое колесо 14, вращаясь вместе со шкивом 13, приводит во вращение колесо 15. За счет меньшего числа зубьев на ведущем колесе, чем на ведомом, правая часть водила 17 будет совершать вращательное движение, а левая часть - колебательное и передавать колебания на ось 19 через шкив 18. Ранее неподвижное опорное колесо 21 теперь будет совершать крутильные колебания, передавая их на шестерни 7, и тем самым влиять на мгновенную скорость резания кругами-сателлитами 8. Необходимыми условиями изменения мгновенной скорости резания являются 1) большее число зубьев шестерни 15, чем 14; 2) большее расстояние от центра зубчатого колеса 14 до посадочных мест водила 17, чем аналогичное расстояние на колесе 15. Изменяя передаточное отношение зубчатых колес 14 и 15, можно получить различные по периоду крутильные колебания, что повлияет на период колебаний изменения мгновенной скорости резания кругов-сателлитов 8, а изменяя расстояние от центра зубчатых колес 14 и 15 до посадочных мест водила 17, а также саму длину водила (при необходимости), можно получить различные по амплитуде крутильные колебания. Ось 19 может быть выполнена полой, а на конце иметь не менее 2-х наклонных концентричных отверстий для подвода СОЖ в зону резания.The housing 1, rotating from a belt drive through a pulley 13, drives the external grinding wheel 4 and carrier 2, which, in turn, causes the three internal gears 7 to run around the support gear. Three external gears 7, being in mesh with the internal, will rotate in the opposite direction with greater speed. The gear wheel 14, rotating together with the pulley 13, drives the wheel 15. Due to the smaller number of teeth on the drive wheel than on the driven one, the right part of the carrier 17 will rotate, and the left part will oscillate and transmit oscillations to the axis 19 through pulley 18. Previously, the stationary support wheel 21 will now perform torsional vibrations, transferring them to the gears 7, and thereby affect the instantaneous cutting speed by satellite circles 8. The necessary conditions for changing the instantaneous cutting speed are 1) a larger number gear teeth 15 than 14; 2) a greater distance from the center of the gear wheel 14 to the seats of the carrier 17 than the same distance on the wheel 15. By changing the gear ratio of the gears 14 and 15, torsional vibrations that are different in period can be obtained, which will affect the period of oscillations of changes in the instantaneous cutting speed of circles - satellites 8, and by changing the distance from the center of the gears 14 and 15 to the carrier seats 17, as well as the length of the carrier (if necessary), torsional vibrations with different amplitudes can be obtained. Axis 19 can be hollow, and at the end have at least 2 inclined concentric holes for supplying coolant to the cutting zone.

Для повышения производительности можно установить круги-сателлиты 8 чашечно-конической формы, что увеличит площадь детали, обрабатываемую каждым кругом. Также можно установить круги-сателлиты 8 таким образом, чтобы их рабочая поверхность находилась в параллельной (более близкой к детали) плоскости относительно рабочей поверхности внешнего круга 4, что обеспечит двухступенчатую обработку сначала внешним кругом, затем сателлитами.To increase productivity, you can install satellite circles 8 cup-conical shape, which will increase the area of the part processed by each circle. You can also set the circles-satellites 8 so that their working surface is in a parallel (closer to the part) plane relative to the working surface of the outer circle 4, which will provide two-stage processing, first the outer circle, then the satellites.

Обоснованием существенности отличий заявляемого технического решения от известных является использование шарнирно-рычажного механизма для непрерывного изменения скорости резания шлифовальными кругами-сателлитами. Такое изменение позволит достигнуть положительного эффекта уменьшения засаливания шлифовальных кругов за счет следующего [3]: переменная скорость резания вызовет изменение сил фрикционного взаимодействия в зоне резания. Коэффициент трения, зависящий от скорости взаимного перемещения контактирующих тел, будет также изменяться. В этом случае линия режущей кромки из «статической» превращается в «динамическую» (меняется ее расположение по отношению к поверхности абразивного зерна). Геометрическое расположение благоприятных для создания наростов на абразивном зерне зон нулевых касательных напряжений и зон максимальных локальных температур будет постоянно изменяться. Частота и амплитуда изменения скорости резания по времени будет влиять на эффективность ликвидации застойных зон. Касательные напряжения, возникающие в подобных зонах, не дают образовывать стабильные связи ковалентного и ионного типа, с которых и начинается процесс засаливания инструмента.The substantiation of the materiality of the differences between the claimed technical solution and the well-known ones is the use of a linkage mechanism for continuously changing the cutting speed with satellite grinding wheels. Such a change will allow to achieve a positive effect of reducing the greasing of grinding wheels due to the following [3]: a variable cutting speed will cause a change in the frictional interaction forces in the cutting zone. The coefficient of friction, depending on the speed of mutual movement of the contacting bodies, will also change. In this case, the line of the cutting edge from “static” turns into “dynamic” (its location relative to the surface of the abrasive grain changes). The geometric arrangement of zones of zero tangential stresses and zones of maximum local temperatures favorable for creating growths on abrasive grain will constantly change. The frequency and amplitude of the change in cutting speed over time will affect the effectiveness of the elimination of stagnant zones. The tangential stresses arising in such zones do not allow the formation of stable bonds of the covalent and ionic type, from which the process of salting of the tool begins.

ЛитератураLiterature

1. Патент Франции на изобретение №2160236 А7 / Unite avec une pluralite de tetes de travail, pour des machines a lisser et similaires / Данелли Д. №72.40254; Заявл. 8.11.1972; Опубл. 28.05.1973.1. French patent for the invention No. 2160236 A7 / Unite avec une pluralite de tetes de travail, pour des machines a lisser et similaires / Danelli D. No. 72.40254; Claim 11/8/1972; Publ. 05/28/1973.

2. Патент РФ на изобретение №2220039 / Устройство для абразивной обработки плоских поверхностей / Свитковский Ф.Ю., Иванова Т.Н., Варламов П.М., Кузнецов А.Ю., Люпа Д.С. №2002105414/02; Заявл. 28.02.2002; Опубл. 27.12.2003.2. RF patent for the invention No. 2220039 / Device for abrasive processing of flat surfaces / Svitkovsky F.Yu., Ivanova TN, Varlamov P.M., Kuznetsov A.Yu., Lupa D.S. No. 2002105414/02; Claim 02/28/2002; Publ. 12/27/2003.

3. Мальцев П.Н. Кинетические особенности резания абразивными зернами с переменной скоростью. / П.Н.Мальцев, И.П.Никифоров // Молодежная мысль в науке - инновационный потенциал будущего: Материалы XI областной научно-практической конференции молодых ученых. - Псков. - Издательство ППИ. - 2010. - С.121-125.3. Maltsev P.N. Kinetic features of abrasive grain cutting with variable speed. / P.N. Maltsev, I.P. Nikiforov // Youth Thought in Science - Innovative Potential of the Future: Materials of the XI Regional Scientific and Practical Conference of Young Scientists. - Pskov. - Publisher PPI. - 2010 .-- S.121-125.

Claims

1. A device for abrasive processing of flat surfaces, comprising a housing mounted on the console of the machine with the possibility of rotation from the drive with an external grinding wheel mounted on it, cup grinding wheels-satellites mounted in the housing and mounted on axes with gears engaged with the reference gear a wheel, characterized in that it is equipped with a mechanism for continuously changing the cutting speed, the driving gear of which is connected to the drive of the housing, and the driven gear is mounted on the support of the console of the machine and made with a carrier connected to a pulley mounted on said supporting gear wheel.

2. The device according to claim 1, characterized in that the cup grinding wheels-satellites are installed in an amount equal to six, and made conical.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the working surfaces of the external grinding wheel and grinding wheels-satellites are located in different parallel planes.