Устройство для магнитно-абразивной обработки зубчатых колес

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Лебедев Владимир Яковлевич Сергеев Леонид Ефимович Миронов Алексей Михайлович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для магнитно-абразивной обработки зубчатых колес, содержащее механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с полюсными наконечниками и механизм создания колебаний электромагнитной системы с приводом, отличающееся тем, что полюсные наконечники снабжены направляющими пластинами, установленными подвижно относительно полюсных наконечников посредством фиксирующих пальцев. 27072006.04.30 Предлагаемое техническое решение относится к чистовой обработке изделий ферроабразивным порошком в магнитном поле и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при обработке зубчатых колес. Известно устройство для магнитно-абразивной обработки зубчатых колес, содержащее магнитную систему с двумя дисками, установленными на оси из ферромагнитного материала. Для обработки зубчатых колес разных диаметров и с разными модулями предусмотрена возможность перемещения дисков по оси на определенное расстояние друг от друга с последующей их фиксацией. Между дисками расположена электромагнитная катушка. Диски входят в пазы обрабатываемого зубчатого колеса без соприкосновения с зазорами, в которые подается ферроабразивный порошок. При подаче электрического тока на обмотку катушки между дисками, имеющими разную полярность, протекает магнитный поток. При вращении электромагнитной системы относительно зубчатого колеса происходит абразивная обработка 1. В известном устройстве имеет место неравномерность распределения ферроабразивного порошка на периферийной части дисков, что не обеспечивает достаточной производительности и качества обработки. Известно устройство для магнитно-абразивной обработки зубчатых колес, содержащее магнитную систему с обращенными друг к другу чашечными полюсными наконечниками с боковой рабочей поверхностью, закрепленными на связанной с приводом вращения немагнитной оси, и диск из ферромагнитного материала, установленный между полюсными наконечниками и отделенный от них немагнитными вставками, наружный диаметр которых равен наружному диаметру полюсных наконечников, наружный диаметр диска равен наружному диаметру полюсных наконечников, боковая поверхность полюсных наконечников, диска и немагнитных вставок выполнена в виде профилированной винтовой канавки, образующей рабочую поверхность, а толщина диска равна половине шага винтовой канавки 2. В известном устройстве имеет место неравномерность обработки рабочей поверхности зубчатых колес, что не обеспечивает достаточной производительности и качества обработки. Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является устройство для магнитно-абразивной обработки наружных цилиндрических поверхностей деталей. Устройство содержит механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с полюсными наконечниками и механизм создания колебаний электромагнитной системы, имеющий привод 3. Недостатком данного устройства является невозможность обработки впадин зубчатого колеса, так как силовые линии поля и, как следствие, ферроабразивный порошок концентрируется только на наружной поверхности и на кромках зубьев и вследствие относительного скольжения происходит микрорезание только наружной поверхности и кромок. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение качества магнитноабразивной обработки цилиндрических деталей с прерывистой поверхностью, а именно рабочих поверхностей зубчатых колес. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для магнитно-абразивной обработки зубчатых колес, содержащем механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с полюсными наконечниками и механизм создания колебаний электромагнитной системы с приводом, полюсные наконечники снабжены направляющими пластинами, установленными подвижно относительно полюсных наконечников посредством фиксирующих пальцев. На фиг. 1 изображен общий вид устройства на фиг. 2 изображен вид сбоку полюсного наконечника с частичным разрезом на фиг. 3 изображена направляющая пластина на фиг. 4 изображен вид спереди полюсных наконечников с направляющими пластинами и обрабатываемой деталью. 2 27072006.04.30 Устройство для магнитно-абразивной обработки зубчатых колес включает механизм вращения обрабатываемой детали 1, разомкнутую электромагнитную систему 2 с полюсными наконечниками 3 и механизм создания колебаний электромагнитной системы с приводом 4. Полюсные наконечники 3 электромагнитной системы 2 снабжены направляющими пластинами 5, установленными подвижно относительно полюсных наконечников 3 посредством фиксирующих пальцев 6. Кроме этого, фиксирующие пальцы 6 снабжены гайками 7, а между полюсными наконечниками 3 устанавливается обрабатываемая деталь 8. Устройство работает следующим образом. Механизм вращения обрабатываемой детали 1 приводит в движение обрабатываемую деталь (шестерню) 8 и при помощи механизма создания колебаний электромагнитной системы 4 наконечники 3 совершают возвратнопоступательное движение вдоль оси вращения детали 8. При помощи фиксирующих пальцев 6 и гаек 7 направляющие пластины 5 закрепляются на полюсных наконечниках 3 на необходимом расстоянии от обрабатываемой детали 8 под углом к ее наружной поверхности, образуя клин между обрабатываемой деталью 8 и направляющими пластинами 5. В процессе прохождения магнитного потока через деталь 8 посредством разомкнутой электромагнитной системы 2 через наконечники 3 обрабатываемая деталь (шестерня) 8 намагничивается, и при подаче на ее прерывистую поверхность ферроабразивного порошка на ней образуется ферроабразивная щетка, которая при помощи направляющих пластин 5 и относительного вращения детали 8 концентрируется в зазоре между рабочими поверхностями полюсных наконечников 3 и прерывистой поверхностью обрабатываемой детали 8 с уплотнением. За счет того, что магнитное поле удерживает уплотненный ферроабразивный порошок в зазоре между рабочими поверхностями полюсных наконечников 3 и прерывистой поверхностью обрабатываемой детали 8 и возвратно-поступательного движения полюсных наконечников 3 при помощи механизма создания колебаний разомкнутой электромагнитной системы 4 вдоль оси вращения обрабатываемой детали 8 происходит процесс микрорезания прерывистой поверхности детали 8. За счет изменения угла наклона направляющих пластин 5 относительно прерывистой поверхности детали 8 обеспечивается подача необходимого количества ферроабразивного порошка в зазор между рабочей поверхностью полюсных наконечников 3 и прерывистой поверхностью обрабатываемой детали 8, что обеспечивает возможность обработки деталей различных типоразмеров и значений модуля. В Физико-техническом институте НАН Беларуси на установке СФТ 2.150 на базе лаборатории физики поверхностных явлений были обработаны зубчатые колеса с 2,5 мм. Результаты магнитно-абразивной обработки зубчатых колес представлены в таблице. Данные обработки зубчатого колеса (2,5 мм), с исходной шероховатостью поверхности впадин 11,7 - 2,4 мкм. Качественные показатели время обработки, мин шероховатость поверхности, 2,мкм Способ обработки зубчатых колес без направляющих с направляющими пластин пластинами 1-2 1-2 1,7-2,4 Предложенное устройство для магнитно-абразивной обработки зубчатых колес найдет широкое применение на предприятиях, например таких, как Минский завод шестерен,для изготовления зубчатых колес коробок передач и трансмиссий тракторов МТЗ и др. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4