UA76113C2

UA76113C2 - Device for vibration-spindle working of components

Info

Publication number: UA76113C2
Application number: UA2003020895A
Authority: UA
Inventors: Pavlo Stepanovych Bernyk; Leonid Viktorovych Yaroshenko; Yurii Mykolaiovych Holub; Viktor Hryhorovych Pysarenko; Yevhen Fedorovych Bokovyi
Original assignee: Pavlo Stepanovych Bernyk; Leonid Viktorovych Yaroshenko; Yurii Mykolaiovych Holub; Viktor Hryhorovych Pysarenko; Yevhen Fedorovych Bokovyi
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2006-07-17

Abstract

Invention relates to the branch of machine building, in particular, to decorative finishing working of components. Device for vibration-spindle working of components contains an annular type elastically mounted container, which obtains oscillations from the vibration drive, and independent from the container rotary column, which bears spindle devices with the components. The rotary column is executed in the form of a moving support, which has the vertical axis of rotation and mounted with eccentricity e relative to the axis of driving shaft of the container, and from below to the moving support a vertical bushing is fastened, inside which a wear-resistant cap is located, which is mounted on the upper end of vertical driving shaft, moreover, the eccentricity value e, inside diameter of bushing and outside diameter of wear-resistant cap are selected in such a manner that the clearance between the latter would be less than the horizontal component amplitude of the oscillations of the container. Technical result consists in conversion of oscillating motion of vertical driving shaft of container into forced rotating motion of the moving support with the workpieces towards the circulating motion of working medium, that increases the effectiveness of the process of working as a result of increase of the difference in the relative speeds of workpieces and abrasive granules of working medium and reduces the energy content of process and simplifies auxiliary equipment.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаним для оздоблювально-зачисної обробки деталей.The invention relates to mechanical engineering and can be used for finishing and cleaning of parts.

Відомий пристрій для вібраційної обробки деталей у контейнері (а. с. СРСР Мо186868, М. кл. В24831/06, 1968), причому деталь закріплена у маніпуляторі, що змонтований незалежно від коливного контейнера і забезпечує додаткове обертання деталі. Недоліком даного пристрою є низька продуктивність та висока енергоємність процесу обробки, внаслідок невеликої різниці відносних швидкостей оброблюваних деталей та 710 абразивних гранул робочого середовища та використання додаткового приводу для надання деталі примусового обертання.A well-known device for vibration processing of parts in a container (a.s. of the USSR Mo186868, M. kl. В24831/06, 1968), and the part is fixed in a manipulator, which is mounted independently of the oscillating container and provides additional rotation of the part. The disadvantage of this device is the low productivity and high energy consumption of the processing process, due to the small difference in the relative speeds of the processed parts and 710 abrasive granules of the working medium and the use of an additional drive to provide the part with forced rotation.

Найбільш близьким до заявлюваного за технічною суттю є станок для багатошпиндельної обробки деталейA machine for multi-spindle processing of details is the closest to the declared one in terms of technical essence

Іа. с СРСР МобО7715, М. кл. В24831/06, Бюл. Мо19,1978| в абразивному середовищі, що містить пружно встановлену камеру кільцевого типу, яка отримує коливання від вібропривода та співвісну з привідним валом 72 контейнера, незалежну від нього поворотну колону, що обертається, і несе шпиндельні пристрої з деталями, які отримують обертання навколо власних осей. Недоліками вказаного пристрою є також низька ефективність процесу обробки внаслідок невеликої різниці відносних швидкостей оброблюваних деталей і абразивних гранул робочого середовища та висока енергоємність процесу обробки, внаслідок використання складного й дорогого додаткового приводу для надання деталям примусового обертового руху.Ia. from the USSR MobO7715, M. cl. B24831/06, Bul. May 19, 1978 in an abrasive environment containing an elastically mounted ring-type chamber that receives oscillations from a vibratory drive and coaxial with the drive shaft 72 of the container, a rotating column independent of it, and carries spindle devices with parts that receive rotation around their own axes. The disadvantages of this device are also the low efficiency of the processing process due to a small difference in the relative speeds of the processed parts and the abrasive granules of the working medium and the high energy consumption of the processing process, due to the use of a complex and expensive additional drive to provide the parts with forced rotary motion.

В основу винаходу поставлено задачу у пристрої для віброшпиндельної обробки деталей, шляхом встановлення шпиндельних пристроїв із оброблюваними деталями на водилі, що має вертикальну вісь обертання, встановлену із ексцентриситетом е відносно осі привідного вала контейнера та прикріплену знизу до водила вертикальну втулку, в середині якої знаходиться зносостійка насадка, що насаджена на верхній кінець вертикального привідного валу контейнера, забезпечити перетворення коливного руху вертикального привідного с валу контейнера у примусовий обертовий рух водила із оброблюваними деталями назустріч циркуляційному Го) руху робочого середовища, що підвищить ефективність процесу обробки внаслідок збільшення різниці відносних швидкостей оброблюваних деталей і абразивних гранул робочого середовища та зменшить енергоємність процесу і спростить допоміжне обладнання.The invention is based on the task of a device for vibro-spindle processing of parts, by installing spindle devices with processed parts on a carrier, which has a vertical axis of rotation, installed with an eccentricity e relative to the axis of the drive shaft of the container, and a vertical bushing attached to the carrier from below, in the middle of which there is a wear resistance the nozzle mounted on the upper end of the vertical drive shaft of the container, to ensure the transformation of the oscillating movement of the vertical drive shaft of the container into the forced rotational movement of the carrier with the processed parts towards the circulation (H) movement of the working medium, which will increase the efficiency of the processing process due to the increase in the difference in the relative speeds of the processed parts and abrasive granules of the working environment and will reduce the energy consumption of the process and simplify the auxiliary equipment.

Поставлена задача досягається тим, що у пристрої для віброшпиндельної обробки деталей, який містить Ше пружно встановлений контейнер кільцевого типу з віброприводом та незалежну від контейнера поворотну -"чее колону, що обертається, і несе шпиндельні пристрої з деталями, поворотна колона, виконана у вигляді водила, яке має вертикальну вісь обертання і встановлена із ексцентриситетом е відносно осі привідного вала -- контейнера, а знизу до водила прикріплена вертикальна втулка, в середині якої знаходиться зносостійка Ге) насадка, що насаджена на верхній кінець вертикального привідного валу, причому величина ексцентриситету е, 3о внутрішній діаметр втулки та зовнішній діаметр зносостійкої насадки вибирається таким чином, щоб зазор між в останніми був меншим від горизонтальної складової амплітуди коливань контейнера.The task is achieved by the fact that in the device for the vibro-spindle processing of parts, which contains an elastically installed ring-type container with a vibration drive and a rotary column independent of the container, which rotates and carries spindle devices with parts, a rotary column made in the form of a carrier , which has a vertical axis of rotation and is installed with an eccentricity e relative to the axis of the drive shaft - the container, and a vertical sleeve is attached to the carrier from below, in the middle of which there is a wear-resistant Ge) nozzle, which is mounted on the upper end of the vertical drive shaft, and the eccentricity e, 3o the inner diameter of the bushing and the outer diameter of the wear-resistant nozzle is chosen so that the gap between the latter is smaller than the horizontal component of the amplitude of the container's vibrations.

При включенні вібропривода контейнера, робоче середовище, яке знаходиться у ньому, починає здійснювати циркуляційний рух уздовж кільцевої осі контейнера та навколо неї. Під час коливань контейнера, зносостійка « насадка, яка насаджена на верхній кінець привідного валу контейнера вдарятиметься об внутрішню поверхню З 70 прикріпленої до водила втулки та провертатиме водило з оброблюваними деталями назустріч циркуляційному с рухові робочого середовища. Завдяки додатковому примусовому руху оброблюваних деталей навколоWhen the vibration drive of the container is turned on, the working medium inside it begins to circulate along the circular axis of the container and around it. During the oscillations of the container, the wear-resistant nozzle, which is mounted on the upper end of the drive shaft of the container, will hit the inner surface C 70 of the sleeve attached to the carrier and rotate the carrier with the processed parts towards the circulation of the working medium. Due to the additional forced movement of the processed parts around

Із» вертикальної осі водила, зростають зусилля взаємодії гранул робочого середовища із оброблюваними деталями та їх, взаємні швидкості руху, що призводить до зростання продуктивності процесу обробки при меншій енергоємності процесу обробки та вартості допоміжного обладнання.From" the vertical axis of the carrier, the forces of interaction of the granules of the working medium with the processed parts and their mutual speed of movement increase, which leads to an increase in the productivity of the processing process at a lower energy consumption of the processing process and the cost of auxiliary equipment.

Конструктивна схема пристрою для віброшпиндельної обробки деталей зображена на Фіг.1, 2. Пристрій для 7 віброшпиндельної обробки деталей складається з установленого на станині 1 за допомогою пружних елементівThe structural scheme of the device for vibro-spindle processing of parts is shown in Fig. 1, 2. The device for 7 vibro-spindle processing of parts consists of a device installed on a bed 1 with the help of elastic elements

Ге») 2 тороподібного контейнера 3, що заповнений сипучим робочим середовищем 4. Електромеханічний привід із відцентровим віброзбуджувачем містить електродвигун 5, який Через еластичну муфту 6, зв'язаний з - вертикальним привідним валом 7 із установленими на його кінцях нижніми 8 та верхніми 9 парами дебалансних - 20 0 вантажів, які можна провертати навколо валів і фіксувати їх положення стяжними болтами. Кут а між площинами, що проходять через центри мас пар дебалансних вантажів та вісь вертикальних привідних валів є кутом с» розвороту дебалансних вантажів. На верхній кінець привідного валу 7 насаджена зносостійка насадка 10, що розміщена із зазором у вертикальній втулці 11 прикріпленій знизу до водила 12. Водило 12 встановлене за допомогою підшипникових вузлів 13 з ексцентриситетом е відносно осі вертикального привідного валу 7. Знизу 29 до водила кріпляться шпиндельні пристрої з вертикальними осями 14, що рівномірно розміщені по колу, яке маєGe") 2 of a torus-shaped container 3, which is filled with a loose working medium 4. An electromechanical drive with a centrifugal vibration exciter contains an electric motor 5, which, through an elastic coupling 6, is connected to - a vertical drive shaft 7 with lower 8 and upper 9 pairs installed at its ends unbalanced - 20 0 loads that can be rotated around the shafts and fixed in their position with tension bolts. The angle a between the planes passing through the centers of mass of the pairs of unbalanced loads and the axis of the vertical drive shafts is the angle c" of the reversal of the unbalanced loads. A wear-resistant nozzle 10 is placed on the upper end of the drive shaft 7, which is placed with a gap in the vertical sleeve 11 attached from below to the guide 12. The guide 12 is installed using bearing units 13 with an eccentricity e relative to the axis of the vertical drive shaft 7. Spindle devices are attached to the guide from below 29 with vertical axes 14, which are evenly spaced around the circle, which has

ГФ) радіус рівний радіусу кільцевої осі тороподібного контейнера. У шпиндельних пристроях кріпляться оброблювані деталі 15. о Пристрій працює таким чином. При включенні вібропривода, генеруються складні просторові коливання тороподібного контейнера 3, які можна розглядати як суму двох коливань: поступальних коливань його центру 60 мас по горизонтальній круговій траєкторії та кутових коливань навколо центру мас. При цьому " кожна точка робочої поверхні тороподібного контейнера З коливається по траєкторії, яка має форму нахиленого під певним кутом до горизонтальної площини еліпса. Причому, точки поверхні тороподібного контейнера 3, які лежать на концентричному з віссю вертикального привідного вала 7 колі, здійснюють ці коливання із зсувом фаз одна відносно одної. Такі коливання точок поверхонь тороподібного контейнера З можна розглядати як бо розповсюдження вздовж його кільцевої осі квазіхвилі, яка складаються із біжучих повздовжньої й поперечної квазіхвиль, що зсунуті одна відносно одної на 902. Причому, хвилеві фронти обох квазіхвиль мають форму площин, яка проходить через вісь вертикального привідного валу 7, а довжина квазіхвиль рівна довжині концентричного з віссю цього валу кола, вздовж якого вона розповсюджується. Такі коливання точок поверхонь тороподібного контейнера З, призводять до інтенсивного перемішування і вібротранспортування сипучого робочого середовища 4 вздовж кільцевої осі тороподібного контейнера і навколо неї. Напрям вібротранспортування шару сипучого робочого середовища 4 не залежить від напрямку обертання вертикального привідного валу 7 і завжди здійснюється у напрямку підрахунку кута розвороту дебалансних вантажів ", від нижньої пари дебалансних вантажів до верхньої за умови, що цей кут не більший "«1802. Під час 70 коливань контейнера, зносостійка насадка 10, яка насаджена на верхній кінець привідного валу 7 вдарятиметься об внутрішню поверхню прикріпленої до водила 12 втулки 11 та провертатиме водило 12 з оброблюваними деталями 15 назустріч циркуляційному руху робочого середовища 4.GF) radius is equal to the radius of the ring axis of the toroidal container. Worked parts are fixed in spindle devices 15. o The device works as follows. When the vibration drive is turned on, complex spatial oscillations of the toroidal container 3 are generated, which can be considered as the sum of two oscillations: translational oscillations of its center of mass 60 along a horizontal circular trajectory and angular oscillations around the center of mass. At the same time, each point of the working surface of the toroidal container Z oscillates along a trajectory that has the form of an ellipse inclined at a certain angle to the horizontal plane. Moreover, the points of the surface of the toroidal container 3, which lie on a circle concentric with the axis of the vertical drive shaft 7, carry out these oscillations with such fluctuations of the points of the surfaces of the toroidal container C can be considered as the propagation along its ring axis of a quasi-wave, which consists of traveling longitudinal and transverse quasi-waves shifted relative to each other by 902. Moreover, the wave fronts of both quasi-waves have the form of planes , which passes through the axis of the vertical drive shaft 7, and the length of the quasi-waves is equal to the length of the circle concentric with the axis of this shaft, along which it spreads. Such oscillations of the points of the surfaces of the toroidal container C lead to intensive mixing and vibration transport of the loose working medium 4 along the ring axis t oro-shaped container and around it. The direction of vibration transport of the layer of loose working medium 4 does not depend on the direction of rotation of the vertical drive shaft 7 and is always carried out in the direction of calculating the angle of reversal of unbalanced loads ", from the lower pair of unbalanced loads to the upper one, provided that this angle is not greater than "1802. During 70 oscillations of the container, the wear-resistant nozzle 10, which is mounted on the upper end of the drive shaft 7, will hit the inner surface of the sleeve 11 attached to the carrier 12 and rotate the carrier 12 with the processed parts 15 towards the circulation movement of the working medium 4.

Оскільки напрям провертання водила 12 співпадає з напрямком обертання вертикального привідного валу 7, то для забезпечення зустрічного вібротранспортування сипучого робочого середовища 4, необхідно розмістити 75 пари дебалансних вантажів 8 і 9 на привідному валі 7 таким чином щоб напрям підрахунку кута розвороту дебалансних вантажів ", від нижньої пари дебалансних вантажів 8 до верхньої У був направлений проти напрямку обертання вертикального привідного валу 7. Внутрішній діаметр втулки 11 та зовнішній діаметр зносостійкої насадки 10 вибираються таким чином, щоб зазор між останніми був на 0,5-1,5мм меншим від горизонтальної складової амплітуди коливань контейнера 3. Оскільки при більших значеннях величини цього зазору на станину 1 передаватимуться значні динамічні навантаження та спотворюватиметься траєкторія коливань тороподібного контейнера 3, а при менших значеннях - зусилля, що передаються від привідного валу 7 на водило 12 будуть недостатніми для провертання останнього. Кут взаємного розвороту пар дебалансних вантажів "г повинен знаходитись у межах 30-1502, оскільки при інших його значеннях не відбуватиметься ефективного вібротранспортування сипучого робочого середовища. Ге!Since the direction of rotation of the carrier 12 coincides with the direction of rotation of the vertical drive shaft 7, then to ensure counter-vibration of the bulk working medium 4, it is necessary to place 75 pairs of unbalanced loads 8 and 9 on the drive shaft 7 so that the direction of calculation of the angle of reversal of the unbalanced loads "from the lower pair of unbalanced loads 8 to the upper U was directed against the direction of rotation of the vertical drive shaft 7. The inner diameter of the sleeve 11 and the outer diameter of the wear-resistant nozzle 10 are selected so that the gap between the latter is 0.5-1.5 mm smaller than the horizontal component of the amplitude of oscillations of the container 3. Because at larger values of this gap, significant dynamic loads will be transmitted to the frame 1 and the trajectory of oscillations of the toroidal container 3 will be distorted, and at smaller values, the forces transmitted from the drive shaft 7 to the carrier 12 will be insufficient to turn the latter. of the reversal of pairs of imbalanced loads "g" should be in the range of 30-1502, since at other values, effective vibration transportation of the loose working medium will not occur. Gee!

Шляхом зміни маси пар дебалансних вантажів на привідному валі та їх ексцентриситету, при провертанні (5) дебалансних вантажів один відносно одного у кожній парі на кут, та кута взаємного розвороту пар дебалансних вантажів", можна плавно, у широких межах, регулювати складові траєкторії коливань тороподібних контейнерів З і точок їх поверхонь. При цьому, буде змінюватись інтенсивність циркуляційного руху сипучого робочого середовища, а отже, ефективність обробки деталей. соBy changing the mass of pairs of unbalanced loads on the drive shaft and their eccentricity, when rotating (5) unbalanced loads relative to each other in each pair by an angle, and the angle of mutual reversal of pairs of unbalanced loads", it is possible to smoothly, within wide limits, adjust the component trajectories of toroidal oscillations containers C and points on their surfaces. At the same time, the intensity of the circulation movement of the bulk working medium will change, and therefore the efficiency of processing parts.

Завдяки додатковому примусовому руху оброблюваних деталей навколо вертикальної осі водила, зростають «- зусилля взаємодії гранул робочого середовища із оброблюваними деталями та їх, взаємні швидкості руху, що призводить до зростання продуктивності процесу обробки при меншій енергоємності процесу обробки та -- вартості допоміжного обладнання. с і -Due to the additional forced movement of the processed parts around the vertical axis of the carrier, the "- forces of interaction of the granules of the working medium with the processed parts and their mutual movement speeds increase, which leads to an increase in the productivity of the processing process at a lower energy intensity of the processing process and - the cost of auxiliary equipment. with and -

Claims

Formulation of the invention Device for vibro-spindle processing of parts, containing a resiliently mounted container of the ring " type, which receives vibrations from the vibro-drive, and a rotating rotating column independent of the container, which carries spindle devices with parts, which is distinguished by the fact that the rotating column is made in the form of a carrier, - c which has a vertical axis of rotation and is installed with an eccentricity relative to the axis of the drive shaft a of the container, and a vertical bushing is attached to the carrier from below, inside which there is a wear-resistant nozzle, which is mounted on the upper end of the vertical drive shaft, and the eccentricity value is, internal the diameter of the sleeve and the outer diameter of the wear-resistant nozzle are selected so that the gap between the latter is smaller than the horizontal component of the container's vibration amplitude. -I (22) - - 50 syu"

F) name) 60 b5