Устройство для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШАРЖИРОВАНИЯ БОКОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАСПИЛОВОЧНОГО ДИСКА(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Киселев Михаил Григорьевич Дроздов Алексей Владимирович Новиков Александр Анатольевич Корзун Павел Олегович(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Устройство для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска, содержащее две соосные виброударные системы с деформирующими элементами, установленные с возможностью перемещения вдоль общей оси, устройство для передачи колебаний виброударным системам и оправку для закрепления распиловочного диска, отличающееся тем, что каждая виброударная система содержит корпус и направляющий механизм для преобразования продольных колебаний в продольно-крутильные, при этом направляющий механизм выполнен в виде установленного с возможностью перемещения в винтообразном пазу пальца, один конец которого жестко связан с валом, установленным в корпусе виброударной системы, при этом на другом конце вала закреплен деформирующий элемент, а устройство для передачи колебаний виброударным системам выполнено в виде кулачкового механизма, кулачок которого связан с валами виброударных систем. 13921 1 2010.12.30 Изобретение относится к устройствам для поверхностной обработки материалов, в частности для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска алмазным порошком. Известно устройство для шаржирования распиловочного диска по односторонней схеме 1, содержащее вращающийся стол, на котором закреплен шаржируемый распиловочный диск, деформирующий инструмент сферической формы с плоским срезом, установленный с эксцентриситетом относительно оси концентратора ультразвукового преобразователя, а также механизм создания колебательных перемещений и механизм нагружения. Недостатками известного устройства являются низкая производительность шаржирования, так как обработку необходимо осуществлять последовательно с одной и другой стороны, а также нестабильное вращение инструмента, что снижает равномерность распределения и степени закрепления шаржированных частиц на поверхности распиловочного диска. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска 2, содержащее две соосные виброударные системы, на торцах которых закреплены деформирующие инструменты, и оправку для установки заготовки распиловочного диска. При этом оси виброударных систем и оправки смещены относительно друг друга в горизонтальной плоскости. Основным недостатком описанного устройства является использование разомкнутой акустической системы. Особенностью таких систем является наличие деформирующих инструментов, размещаемых с возможностью перемещения относительно оси концентратора акустической системы между его торцом и обрабатываемой поверхностью. Это приводит к тому, что амплитуда колебаний такого деформирующего инструмента, в процессе его затягивания на виброударный режим работы, не имеет постоянного значения, а непрерывно изменяется, причем это изменение зависит от множества факторов (трения при перемещении деформирующего элемента относительно акустической системы, характера взаимодействия деформирующего инструмента с обрабатываемой поверхностью распиловочного диска, состояния поверхности заготовки и т.д.). Это снижает равномерность распределения и степень шаржирования алмазных частиц по поверхности распиловочного диска. Кроме того, нестабильная амплитуда получаемых таким образом колебаний снижает вероятность попадания абразивных зерен в зазор между деформирующим инструментом и поверхностью заготовки. При этом недостатком описанного устройства является и необходимость использования вращающихся акустических систем, что приводит к снижению эффективности передачи рабочей акустической энергии в зону обработки. Кроме того, необходимость подвода питающего напряжения к ультразвуковым преобразователям акустических систем конструктивно ограничивает скорость их вращения, снижая возможную частоту вращения оправки для установки заготовки, связанной с акустическими системами фрикционной передачей. Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении эффективности шаржирования и упрощении конструкции технологического оборудования, применяемого на этой операции. Это достигается тем, в устройстве для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска, содержащем две соосные виброударные системы с деформирующими элементами, установленные с возможностью перемещения вдоль общей оси, устройство для передачи колебаний виброударным системам и оправку для закрепления распиловочного диска, каждая виброударная система содержит корпус и направляющий механизм для преобразования продольных колебаний в продольно-крутильные, при этом направляющий механизм выполнен в виде установленного с возможностью перемещения в винтообразном пазу пальца, один конец которого жестко связан с валом, установленным в корпусе виброударной системы, при этом на другом конце вала закреплен деформирующий эле 2 13921 1 2010.12.30 мент, а устройство для передачи колебаний виброударным системам выполнено в виде кулачкового механизма, кулачок которого связан с валами виброударных систем. Это значительно упрощает конструкцию всей установки (облегчается процесс загрузки распиловочного диска в зону обработки, электрическая схема содержит меньшее число элементов из-за отсутствия необходимости подводить питающее напряжение к преобразователям акустических систем). Применение кулачкового механизма для сообщения колебаний виброударной системе позволяет увеличить амплитуду колебаний и обеспечить стабильные условиях их получения, что, соответственно, увеличивает силу внедрения абразивных зерен в материал заготовки и повышает эффективность их шаржирования. Создание с помощью направляющего механизма, кроме продольных, также крутильных колебаний в виброударных системах устройства и их ввод в зону обработки позволяет отказаться от использования механизмов для вращения виброударных систем, а также обеспечивает изменение направления вектора скорости относительного перемещения абразивных частиц по поверхности заготовки распиловочного диска, что снижает долю перекатывающихся алмазных зерен, повышая вероятность их шаржирования в поверхность распиловочного диска. Одновременно наличие крутильных колебаний позволяет сообщить заготовке распиловочного диска вращательное движение, в результате чего отпадает необходимость в отдельном приводе вращения заготовки и упрощается конструкция устройства. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана схема конструкции устройства для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска, на фиг. 2 - форма направляющего устройства. Устройство содержит две соосные виброударные системы, каждая из которых выполнена в виде закрепленного на основании 1 корпуса 2 с установленным в нем на подшипниках скольжения 3 валом 4, на конце которого установлен деформирующий инструмент 5. На конце вала расположено направляющее устройство, которое содержит палец 6,жестко связанный с валом 4, второй конец которого входит в винтообразный паз 7 направляющего устройства. Колебания передаются виброударным системам с помощью кулачкового механизма,который содержит кулачок 8, связанный с валом 4 через контактный элемент 9. Для обеспечения постоянного прижима контактных элементов 9 к поверхности кулачка 8 предусмотрена стягивающая пружина 10. Шаржируемая заготовка 11 распиловочного диска закрепляется на оправке 12, которая, для уменьшения сил трения, устанавливается в обратные центры 13. Устройство работает следующим образом. На шаржируемую поверхность заготовки 11 распиловочного диска наносят абразивную пасту, состоящую из алмазного микропорошка, смешанного с касторовым маслом. С помощью электродвигателя (на схеме не показан) приводят во вращение кулачок 8. При вращении кулачка 8 контактирующие элементы 9, прижимающиеся к нему с помощью стягивающей пружины 10, передают продольные колебания на валы 4 виброударных систем. В результате перемещения пальца 6 направляющего устройства по винтообразному пазу 7 продольные колебания от кулачка 8 преобразуются в продольно-крутильные. Далее продольно-крутильные колебания через валы 4 передаются на деформирующие элементы 5, которые наносят удары по зернам абразива, находящимся на боковых поверхностях заготовки 12, в результате чего происходит вдавливание алмазных частиц в обрабатываемый материал. Одновременно в момент соударения деформирующих инструментов 5 с боковыми поверхностями заготовки 11 происходит передача в зону обработки крутильных колебаний. Это способствует резкому изменению направления вектора скорости относительного перемещения абразивных частиц по поверхности заготовки распиловочного диска и снижает долю перекатывающихся алмазных зерен, повышая эффективность шаржирования. Одновременно передача крутильных колебаний в зону обработки позво 3 13921 1 2010.12.30 ляет сообщить заготовке 11 вращательное движение. При этом значительная амплитуда колебаний деформирующих инструментов 5 гарантирует постоянное поступление абразивной пасты в зону обработки. Скорость вращения заготовки 11 зависит от длительности контакта деформирующих инструментов 5 с боковыми поверхностями заготовки 11 за период колебаний, так как в течение цикла колебаний передача крутильных колебаний в зону шаржирования происходит лишь в течение времени контактного взаимодействия. Это позволяет, изменяя скорость вращения и профиль кулачка, а также соотношение между продольными и крутильными составляющими амплитуды колебаний (изменяя форму и размеры винтообразного паза 7), регулировать частоту вращения заготовки. Источники информации 1. Киселев М.Г., Минченя В.Т., Ибрагимов В.А. Ультразвук в поверхностной обработке материалов. - Минск Тесей, 2001. - С. 95-98. 2. Патент РБ 2101, МПК 28 1/00, 2005. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4