SU560734A1

SU560734A1 - Device for processing limited cylindrical surfaces

Info

Publication number: SU560734A1
Application number: SU2310240A
Authority: SU
Inventors: Борис Викторович Бирин; Илья Кивович Воробьев; Петр Алексеевич Давыдов; Леонид Иосифович Ицкович; Василий Яковлевич Николаев
Original assignee: Центральное Проектно-Конструкторское Бюро Механизации И Автоматизации
Priority date: 1976-01-05
Filing date: 1976-01-05
Publication date: 1977-06-05

Description

гулировани амплитуды линейных и угловых колебаний инструмента, повышение производительности и точности обработки путем уравновешивани перейденного ращакхцего момента, возникаю щего от угловых колебаний с высокой скоростью.the amplitude of the linear and angular oscillations of the instrument is increased, the productivity and accuracy of processing increased by balancing the transmitted moment from the angular oscillations at high speed.

Дл этого в предлагаемом устройстве шарнирное соединение шатуна с кривошипным,валом образовано из двух взаимно закрепленных кинематических пар: враадательно-поступательной пары, ось которой вл етс кривошипна шейка,-И вращательной пары с осью, пЖраллельной оси колебаний ползуна, а соединение шатуна с ползуном выполнено регулируемым, например шлицевым, с наличием .фиксатора положени - шатуна относительно ползуна, причем кривошипный вал выполнен составным с возможностью изменени эксцентриситета кривошипной щейки.For this, in the proposed device, a hinge connecting rod with a crank shaft is formed of two mutually fixed kinematic pairs: a forward-sliding pair, the axis of which is a crank neck, and a rotating pair with an axis, the connecting axis of oscillation of the slide, and the connecting rod with a slide made adjustable, for example spline, with the presence of the positioning pin of the connecting rod relative to the slide, the crank shaft being made integral with the possibility of changing the eccentricity of the crank cheek piece.

Кроме устройство введены две пары противовесов, одна из которых размещена, на коренной части кривошипного вала, втора - на дополнительном валу, ось которого параллельн оси кривошипного вала и пересекает колебаний ползуна, соединенном с кривошипным алом одноступенчатой зубчатой передачей, причем центры мас противовесов на каждом валу расположены под углом , а при крайних по ложени х ползунав осевом направлении центры масс всех противовесов расположены в одной плоскости с относи гель ным сдвигом пар на 180.In addition to the device, two pairs of counterweights are introduced, one of which is located on the main part of the crank shaft, the second on the additional shaft, the axis of which is parallel to the axis of the crank shaft and crosses the oscillation of the slide connected to the crank scar by a single-stage gear, and the centers of the mass of the counterweights on each shaft located at an angle, and at the extreme position of the slider in the axial direction, the centers of mass of all counterweights are located in the same plane with a relative shift of 180 pairs.

На чертеже изображена принципиаль на кинематическа схема предлагаемого устройства.The drawing shows the principal kinematic scheme of the proposed device.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором смонтированы ведущий кривошипный вал 2 и ползун 3, соединенные шатуном 4. Ось колебаний ползуна 3 перпенд кул рна оси вращени кривошипног вала 2 и пересекает ее. Вал 2 выполнен составным: кривошипна шейка 5 снабжена фланцами 6 и 7 с зубцами на торцовых поверхност х. Аналогичными фланцами 8 и 9 снабжена коренна част вала,2. Шатун 4, выполненный полым, смонтиЕЮван на кривошипноА, шейке 5 при помощи ширнирного соединени , состо щего из вращательно-поступательной пары 10, осью которой, вл етс шейка 5, и вращательной/пары 11, параллельноИ оси колебаний ползуна 3.The device consists of a housing 1 in which a driving crank shaft 2 and a slider 3 connected by a connecting rod 4 are mounted. The oscillation axis of the slide 3 is perpendicular to the rotation axis of the crank shaft 2 and intersects it. Shaft 2 is made of composite: crank neck 5 is provided with flanges 6 and 7 with teeth on the end surfaces. Similar flanges 8 and 9 are provided with a core shaft, 2. The rod 4, made hollow, is mounted on crank A, neck 5 by means of a wiring joint consisting of a rotational-translational pair 10, the axis of which is the neck 5, and a rotational / pair 11, parallel to the axis of oscillation of the slide 3.

Соединение шатуна 4 с ползуном 3 выполнено с возможностью регулировани рассто ни между осью .пары 11 и осью колебаний- ползуна 3, например шлицевым . В качестве фиксируквдего элемента 12 используетс , например, стопорный винт.The connection of the connecting rod 4 with the slider 3 is made with the possibility of adjusting the distance between the axis of the pair 11 and the axis of oscillation of the slider 3, for example a spline one. As the fixture element 12, for example, a locking screw is used.

Ползун 3, установленный в направл ющих втулках 13 и 14, снабжен головкой 15, в которой размещен инструментоThe slider 3, mounted in the guide bushes 13 and 14, is provided with a head 15 in which the tool is placed.

держатель 16, соединенный с корпусом головки 15 регулировочным винтом 17. В инструментодержателе 16 укреплена оправка 18 с абразивным бруском 19. Цилиндрическа поверхность 20 бруска 19 вл етс обрабатываклцей.the holder 16 connected to the body of the head 15 by means of an adjusting screw 17. In the tool holder 16, a mandrel 18 with an abrasive bar 19 is fastened. The cylindrical surface 20 of the bar 19 is a machining tip.

Параллельно валу 2 в корпусе 1 Смонтирован дополнительный вал 21,ось которого пересекает ocfe колебаний ползуна 3. Валы 2 п 21 соединены одноступенчатой передачей, состо щей из косозубых цилиндрических колес 22 и 23 с равным числом зубьев. На валах 2 и 21 размещены две пары противовесов: противовесы 24 и25 укреплены на валах неподвижно, а противовесы 26 и 2J7 - с возможностью перемещени вдоль валов и снабжены фиксирующими, элемен ами 28 и 29. Противовесы 24 и 26 размещены на валу 2 так, что их центры масс расположены под углом 180 Аналогичным образом размещены на валу 21 противовесы 25 и 27. Пары противовесов 24-26 и 25-27 расположены друг относительно друга так, что при крайних положени х ползуна 3 (в осевом направлении) центры масс всех противовесов наход тс в одной плоскости с относительным сдвигом пар противовесов на 180 .Parallel to the shaft 2 in the housing 1 an additional shaft 21 is mounted, the axis of which intersects the ocfe oscillations of the slide 3. The shafts 2 and 21 are connected by a single-stage transmission consisting of helical helical wheels 22 and 23 with an equal number of teeth. Two pairs of counterweights are placed on shafts 2 and 21: counterweights 24 and 25 are fixed on the shafts stationary, and counterweights 26 and 2J7 are movable along the shafts and are provided with locking elements 28 and 29. Counterweights 24 and 26 are placed on the shaft 2 so that their centers of mass are located at an angle of 180. The weights 25 and 27 are similarly placed on the shaft 21. The pairs 24-26 and 25-27 are located relative to each other so that at the extreme positions of the slide 3 (in the axial direction) the weights of all the counterweights mc in the same plane with relative sd a whig pair of counterweights by 180.

На коренной части вала 2 размещены противовесы 30 и 31, служащие дл уравновешивани сил инерции, действующих в плоскости, перпендикул рной оси вращени вала 2. Дл этого центр масс подвижных звеньев (ползуна 3, головки 15 с инструментом 19, шатуна 4 и кривошипной шейки 5) конструктивно приведен в точку пересечени осей кривошипной шейки 5 и вращательной пары 11.On the root part of the shaft 2 are placed counterweights 30 and 31, which serve to balance the inertia forces acting in the plane perpendicular to the axis of rotation of the shaft 2. To do this, the center of mass of the moving links (slide 3, head 15 with tool 19, connecting rod 4 and crank neck 5 ) structurally brought to the point of intersection of the axes of the crank neck 5 and the rotational pair 11.

При вращении ведущего кривошипного вала 2 ползун.3 с инструментом 19 получает от шатуна 4 одновременно линейные колебани вдоль оси, параллельной образующей цилиндрической поверхности обрабатываемой детали 32, и угловые колебани вокруг той же оди, в резуль тате чего кажда точка абразивноТо инструмента 19 описывает симметричную замкнутую криволинейную траекторию , расположенную на цилиндрической поверхности,During rotation of the driving crank shaft 2, the slider 3 with the tool 19 receives from the connecting rod 4 simultaneously linear oscillations along an axis parallel to the generator of the cylindrical surface of the workpiece 32, and angular oscillations around the same one, as a result of which each abrasive point of the tool 19 describes a symmetrical closed curved path located on a cylindrical surface

В процессе работы устройства в шарнирном соединении шатуна 4 с кривошипной , шейкой 5 происходит следующие перемещени звеньев соединени : вращение шейки 5,линейные перемещени шатуна 4 с наружной частью пары 10 вдоль оси шейки 5 и угловые перемещени шатуна 4 вокруг оси вращательно пары 11.During operation of the device in the articulation of the connecting rod 4 with the crank, neck 5, the following movements of the links occur: rotation of the neck 5, linear movements of the connecting rod 4 with the outer part of the pair 10 along the axis of the neck 5 and angular movements of the connecting rod 4 around the axis of the rotational pair 11.

Уравновешивающа система работает следующим образом.The balancing system works as follows.

Пары противовесов 24-26 и 25-2f со . дают суммарный момент сил инерции в плоскости, перпендикул рной оси колебаний ползуна 3. Указанный момент сил инерции измен етс ПО синусоидальному закону. Наименьший (нулевой) вращаюший момент от ускорени угловых колебаний подвижных звеньев создаетс в крайних положени х oлзyнa 3 (в осевом направлении), Такое положе .ние показано на чертеже. При этом моменты сил инерции пар противовесоь 24-26 и 25-27 взаимно уравновешиваютс , т.е. их сумма равна нулю.Couples counterweights 24-26 and 25-2f with. give the total moment of inertia in a plane perpendicular to the axis of oscillation of the slide 3. The specified moment of inertia is changed according to a sinusoidal law. The smallest (zero) rotating moment from the acceleration of the angular oscillations of the moving links is created in the extreme positions of the shaft 3 (in the axial direction). Such a position is shown in the drawing. In this case, the moments of inertia forces of the pairs of counterweight 24-26 and 25-27 are mutually balanced, i.e. their sum is zero.

Наибольший вращающий момент подвижных звеньев возникает в крайних угловых положени х ползуна 3 (при повороте ведущего вала 2 на 9Cf относительно положени , указанного на черте же). При этом моменты сил инерции пар противовесов имеют одинаковые направлени , а их сумма максимальна, так как центры масс всех противовесов расположены в плоскост х, перпендикул рных оси колебаний ползуна 3. СоздаЬаеЛИй противовесами 24, 25, 26 и 27 суммарный момент сил инерции равен по величине вращающему моменту подвижных звеньев вокруг оси колебаний ползуна 3 и противоположен ему по направлению .The greatest torque of the moving links occurs in the extreme angular positions of the slide 3 (when the drive shaft 2 is turned 9CF relative to the position indicated on the same line). In this case, the moments of inertia forces of the counterweight pairs have the same directions, and their sum is maximum, since the centers of mass of all counterweights are located in planes perpendicular to the axis of oscillation of the slider 3. By creating counterweights 24, 25, 26 and 27, the total moment of inertia is equal in magnitude torque moving parts around the axis of oscillation of the slide 3 and opposite it in direction.

Противовесы 30 и 31 создают суммарную силу инерции, равную -силе инерции подвижных звеньев.The counterweights 30 and 31 create a total inertia force equal to the inertia force of the moving links.

Настройка устройства заключаетс в регулировке амплитуд линейных и угловых колебаний ползуна 3 и регулировке уравновешивающей системы. Регулировка амплитуды линейных колебаний осу ществл етс сдвигом кривощипной шейки 5 .относительно оси вала 2, т.е. изменением величины эксцентриситета. Дл этого фланцы 6 и 7 кривошипной шейки 5 вывод тс из зацеплени с фланцами 8 и 9 коренной части вала 2 и перемещаютс на требуемое количества зубцов.The adjustment of the device consists in adjusting the amplitudes of the linear and angular oscillations of the slide 3 and adjusting the balancing system. The amplitude of the linear oscillations is adjusted by shifting the curvature of the neck 5 relative to the axis of the shaft 2, i.e. by changing the magnitude of the eccentricity. For this, the flanges 6 and 7 of the crank neck 5 are disengaged from the flanges 8 and 9 of the root part of the shaft 2 and are moved to the required number of teeth.

Регулировка амплитуды угловых колебаний производитс перемещением шатуна 4 относительно ползуна 3 вдоль оси кривошипной шейки 5, т.е. изменением рассто ни между осью колебаний ползуна 3 и осью вращательной пары 11 Благодар шлицевому соединению шатуна 4 с ползуном 3 обеспечиваетс параллельность указанных осей (ползуна 3 и вращательной пары 11). После регулировани положение шатуна 4 относительно ползуна 3 фиксируетс элементом 12..The amplitude adjustment of the angular oscillations is made by moving the connecting rod 4 relative to the slide 3 along the axis of the crank neck 5, i.e. by changing the distance between the axis of oscillation of the slide 3 and the axis of the rotational pair 11, thanks to the spline connection of the connecting rod 4 with the slide 3, the parallelism of these axes (the slide 3 and the rotational pair 11) is provided. After adjustment, the position of the connecting rod 4 relative to the slide 3 is fixed by the element 12 ..

Регулировка уравновешивающей систе мы производитс в две стадии: установка на валу 2 противовеса 30 и 31 требуемой массы и размеров, создающих суммарную силу инерции в зависимости от величины смещени кривоишпной шейки 5 относительно оси вала 2; перемещение на валах 2 и 21 притивовесов 26 и 27 и фиксирование их элементами 28 и 29 в положении,;при котором урйвновешиваютс переменные по величине и направлению вращающие моменты подвижных звеньев, возникающие при сообщении ползуну 3 угловых колебаний с высокой скоростью.Adjustment of the balancing system is carried out in two stages: installation on the shaft 2 of the counterweight 30 and 31 of the required mass and size, creating a total inertia force depending on the magnitude of the displacement of the crank neck 5 relative to the axis of the shaft 2; moving on shafts 2 and 21 of the load-bearing weights 26 and 27 and fixing them with elements 28 and 29 in a position whereby the rotating moments of the moving links varying in magnitude and direction, arising when the slider communicates 3 angular oscillations with high speed.

Предлагаема конструкци соединений шатуна 4 с кривошипной шейкой 5 ведущего вала 2 и ползуном 3, а такжв« выполнение ведущего кривошипного вала 2 составным позвол ют регулировать величины амплитуд линейных и угловыхj-колебаний ползуна 3 с инструментом 1Э. Примененна в устройстве уравновешивающа система обеспечивает возможность его работы с высокой скоростью и предотвращает возникновение значительных вибраций, благодар чему.-достигаетс повышение производите ности и точности обработки.The proposed connection design of the connecting rod 4 with the crank neck 5 of the drive shaft 2 and the slider 3, as well as the implementation of the driving crank shaft 2 with the component, allow adjusting the amplitudes of the linear and angular j oscillations of the slide 3 with the tool 1E. The balancing system used in the device makes it possible to operate at high speed and prevents the occurrence of significant vibrations, due to which. An increase in productivity and machining accuracy is achieved.

Claims

1. An apparatus for processing bounded cylindrical surfaces, on a drive crank shaft of which a connecting rod connected to a slide bearing an abrasive tool is pivotally mounted and performs linear oscillations along the axis perpendicular to and intersecting the axis of rotation of the crank shaft, and angular oscillations around the same axis , characterized in that, in order to ensure the versatility of the device, it is equipped with an additional shaft, the axis of which is parallel to the axis of the crank shaft and intersects the axis of oscillation of the slide, combined The crank gear is a gear train, the connection of the connecting rod with the crank shaft is made in the form of kinematically connected rotary accessory and rotational pairs, and the connection of the connecting rod with the slide is slit but splined with the possibility of fixing the rod of the connecting rod relative to the slide.

2. The device according to claim 1, in connection with the fact that, in order to change the eccentricity of the crankshaft of the neck, the crank shaft is made composite.

3. Device according to claim 1, characterized in that, in order to increase the processing accuracy, it is equipped with two pairs of counterweights, one of which is mounted on the crank shaft and the other on an additional one, with the centers of mass of the counterweights on each shaft being at an angle J80 , and at extreme positions the slider in the axial direction of the center of mass of all the counterweights are located in the same plane with the relative ELM shift

lap 180,

Sources of information taken into account in the examination:

1. Copyright certificate №395236 В 24 В 5/06, 1971.