Устройство для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШАРЖИРОВАНИЯ БОКОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАСПИЛОВОЧНОГО ДИСКА(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Киселев Михаил Григорьевич Новиков Александр Анатольевич(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) 1. Устройство для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска,содержащее две синхронно вращающиеся акустические системы, выполненные в виде пьезокерамических ультразвуковых преобразователей продольных колебаний с соосно расположенными концентраторами, на торцах которых закреплены деформирующие элементы, и оправку для установки заготовки распиловочного диска, отличающееся тем, что деформирующий элемент выполнен в виде тела вращения, имеющего т-образное продольное сечение. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочая поверхность деформирующего элемента выполнена в виде кольца. 29102006.08.30 Полезная модель относится к устройствам поверхностной обработки материалов, в частности для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска алмазным порошком. Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска 1, содержащее две синхронно вращающиеся акустические системы, выполненные в виде пьезокерамических ультразвуковых преобразователей продольных колебаний с соосно расположенными концентраторами, на торцах которых закреплены деформирующие элементы, и оправку с приводом вращения для установки заготовки распиловочного диска. Рабочая поверхность деформирующего элемента выполнена в виде кольца, а оси вращения оправки и акустических систем смещены относительно друг друга в горизонтальной плоскости. Привод вращения заготовки выполнен в виде фрикционной передачи. Недостаткам описанного устройства является наличие неизбежных биений и отклонений от соосности вращающихся преобразователей, в сочетании с износом инструментов обусловливают появление переменных усилий, действующих на заготовку, вызывая при больших значениях указанных погрешностей его коробление и смятие. Задачей полезной модели является повышение эффективности шаржирования, износостойкости шаржируемой поверхности и повышение выхода годного сырья при распиливании. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска, содержащем две акустические системы, выполненные в виде пьезокерамических ультразвуковых преобразователей продольных колебаний с соосно расположенными концентраторами, на торцах которых расположены деформирующие элементы, и оправку для установки заготовки распиловочного диска, деформирующие элементы выполнены в виде тел вращения, имеющих т-образное продольное сечение. Рабочая поверхность деформирующего элемента выполнена в виде кольца. В заявляемой полезной модели используется так называемая разомкнутая акустическая колебательная система. Особенностью конструкции разомкнутых акустических колебательных систем является наличие одного или нескольких промежуточных элементов,размещаемых с возможностью перемещения относительно концентратора колебательной системы, между торцом концентратора и обрабатываемой поверхностью. В заявляемой полезной модели в качестве промежуточного элемента использовано тело вращения,имеющее т-образное продольное сечение, которое устанавливается в цилиндрическое отверстие сменного наконечника. Разомкнутые акустические колебательные системы характеризуются тем, что при определенных условиях они переходят в виброударный режим работы. При этом в системе помимо ультразвуковых колебаний возникают низкочастотные колебания промежуточных звеньев, обусловленные динамическим уводом преобразователя. Колебания в виброударных системах состоят из ряда циклов. В начале каждого цикла происходит увеличение увода звеньев колебательной системы, то есть затягивание колебаний по амплитуде. Заканчивается цикл срывом колебаний, то есть их затуханием по амплитуде с последующим силовым замыканием звеньев колебательной системы. Амплитуда низкочастотных колебаний звеньев виброударной акустической системы может в десятки раз превышать амплитуду ультразвуковых колебаний обычных акустических колебательных систем. Значительное увеличение амплитуды колебаний звеньев, достигаемое в разомкнутой акустической колебательной системе, приводит к значительному увеличению динамической силы,действующей на зерна абразива в момент их контакта со сменным инструментом, что, в свою очередь, приводит к увеличению производительности обработки. Кроме того, значительная амплитуда низкочастотных колебаний звеньев виброударной акустической системы приводит к возникновению в процессе обработки значительных зазоров между рабо 2 29102006.08.30 чей поверхностью сменного инструмента и поверхностью заготовки, что облегчает доступ абразивной суспензии в зону обработки. Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана схема устройства для шаржирования боковых поверхностей распиловочного диска, на фиг. 2 - сопряжение деформирующего элемента со сменным наконечником, а на фиг. 3 - вариант исполнения деформирующего инструмента с рабочей поверхностью в виде кольца. Устройство (фиг. 1) содержит две синхронно вращающиеся акустические колебательные системы, выполненные в виде пьезокерамических ультразвуковых преобразователей продольных колебаний с соосно расположенными концентраторами 1. Корпуса ультразвуковых преобразователей 2 установлены в шарикоподшипниках на каретках 3. Каретки 3 закреплены на направляющих качения, допускающих их перемещение вдоль общей оси ультразвуковых преобразователей. С корпусами ультразвуковых преобразователей 2 жестко связаны шкивы 4, с помощью которых передается вращение от электродвигателя 5 через промежуточный вал 6 и систему клиноременных передач. Между торцом концентратора 2 и поверхностью заготовки распиловочного диска 7 находится промежуточный деформирующий элемент 8, который сопрягается со сменным наконечником 9 (фиг. 2). На боковых поверхностях сменного наконечника 9 просверлены два диаметрально расположенных отверстия. С помощью штифта 10, проходящего через эти отверстия и отверстие в деформирующем инструменте 8, последнему передается крутящий момент от вращающегося ультразвукового преобразователя. Сопряжение штифта 10 с отверстием деформирующего инструмента 8 выполняется со значительным зазором для того, чтобы обеспечить осевые смещения инструмента 8 при виброударном режиме работы акустической системы. Шаржируемая заготовка 7 крепится на оправке 11, которая, для уменьшения силы трения, устанавливается в обратные центра. Питание обоих ультразвуковых преобразователей 1 осуществляется от ультразвукового генератора 12 посредством токосъемных устройств 13. Это обеспечивает симметричность силовых воздействий на противоположные поверхности заготовки диска 7. Создание осевой статической нагрузки на ультразвуковые преобразователи 1 обеспечивается аттестованными грузами с применением трособлочной системы (на чертеже не указана). Наличие отверстия на рабочей поверхности инструмента (фиг. 3) изменяет характер поведения абразивной прослойки в зоне обработки. Во-первых, уменьшается разность окружных скоростей точек рабочей поверхности инструмента, расположенных на ее периферийных и внутренних участках, что способствует более равномерному распределению абразивных частиц в зоне обработки. Во-вторых, центральное отверстие на инструменте выполняет роль своеобразного резервуара для абразивной суспензии, которая в процессе шаржирования, постоянно попадая в зону обработки, обеспечивает поступление в нее новых абразивных частиц, поддерживая тем самым стабильные параметры абразивной прослойки. Устройство работает следующим образом. На поверхность заготовки 7 в зоне обработки наносят абразивную пасту, состоящую из алмазного микропорошка смешанного с касторовым маслом. Приводят в контакт деформирующий элемент 8 с поверхностью заготовки 7. Акустическую колебательную систему возбуждают от ультразвукового генератора 12. Путем подстройки частоты возбуждения добиваются возникновения в разомкнутой колебательной системе резонансного виброударного режима. При этом о возникновении резонансного режима можно судить по уровню акустического шума, возникающего при работе устройства. Колебания от концентратора 1 акустической колебательной системы передаются деформирующему элементу 8,размещенному в цилиндрическом отверстии сменного наконечника 9. Под действием колебаний деформирующий элемент 8 наносит удары по зернам абразива, нанесенным на 3 29102006.08.30 поверхность заготовки 7, в результате чего происходит вдавливание частиц обрабатываемого материала. При этом вследствие возникновения в процессе обработки зазоров между рабочей поверхностью деформирующего элемента 8 и поверхностью заготовки 7 происходит постоянное поступление абразивной пасты в зону обработки. Вращение заготовки 7 происходит за счет изменения скорости скольжения точек контактной поверхности деформирующего элемента 8 относительно поверхности заготовки распиловочного диска 7 по поверхности контакта, то есть фрикционной передачи вращающего момента. Доля времени разрыва контакта в цикле колебаний деформирующего инструмента 8 влияет на передаточное отношение фрикционной передачи, так как в течение цикла колебаний передача вращающего момента происходит лишь в течение времени контактного взаимодействия. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4