Устройство для магнитно-абразивной обработки червячных колёс, выполненных из чёрных металлов

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛС, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ ЧРНЫХ МЕТАЛЛОВ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Акулович Леонид Михайлович Сергеев Леонид Ефимович Агейчик Валерий Александрович Ермаков Николай Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Устройство для магнитно-абразивной обработки червячных колес, выполненных из черных металлов, содержащее механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с расположенными горизонтально, охватывающими обод червячного колеса полюсными наконечниками с концентричной относительно него цилиндрической поверхностью и механизм создания колебаний электромагнитной системы с приводом, отличающееся тем, что полюсные наконечники выполнены концентрично охватывающими своими обращенными друг к другу внутренними поверхностями диаметром 223 мм, охватывающими обод червячного колеса с наибольшим диаметром червячного колеса 2(222)6/(12), причем внутренние поверхности полюсных наконечников имеют расположенный симметрично их перпендикулярной оси червячного колеса плоскости симметрии выступ торовой поверхности, образованной вращением вокруг оси червячного колеса расположенной в плоскости, проходящей через ось червячного колеса, окружности диаметром 1- 2,4, касающейся ближайшей к оси точкой поверхности цилиндра диаметром 234 мм(222), Фиг. 1 64292010.08.30 где 2 - наибольший диаметр червячного колеса 1 - диаметр впадин витков червяка 2 - диаметр вершин зубьев червячного колеса 1 - число заходов червяка 2 - число зубьев червячного колеса- коэффициент диаметра червяка- осевой модуль червяка- коэффициент осевого смещения при нарезании червячного колеса,причем торовая часть полюсных наконечников имеет зубчатую поверхность, образованную пересекающимися у концентричных цилиндрических поверхностей полюсных наконечников парами плоскостей, одна из которых, в том числе горизонтальная, проходит через ось колеса, а вторая отклонена от нее поворотом вокруг линии их пересечения на 45 градусов по направлению вращения колеса вокруг его оси во время основного режима работы, причем указанные пары плоскостей пересекаются также в ближайшей оси колеса точке торовой поверхности в перпендикулярной оси червячного колеса плоскости симметрии.(56) 1. Патент РБ на полезную модель 2707 , МПК 24 31/00, 2006 (прототип). 2. Скойбеда А.Т. и др. Детали машин и основы конструирования. - Минск Вышэйшая школа, 2000. - С. 335-344. Полезная модель относится к чистовой обработке изделий ферроабразивным порошком (ФАП) в магнитном поле и может быть использована в различных отраслях машиностроения при обработке червячных колес, выполненных из черных металлов. Известно устройство для магнитно-абразивной обработки (МАО) зубчатых колес, содержащее механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с полюсными наконечниками и механизм создания колебаний электромагнитной системы с приводом, причем полюсные наконечники снабжены направляющими пластинами, установленными подвижно относительно полюсных наконечников посредством фиксирующих пальцев 1. Такое устройство не позволяет производить с необходимой производительностью качественную магнитно-абразивную обработку рабочих поверхностей червячных колес, выполненных из черных металлов, так как вследствие вогнутого характера обрабатываемых рабочих зубчатых поверхностей в одном режиме обработки воздействие ФАП оказывается малоэффективным из-за непостоянства зазора между полюсными наконечниками как инструментом и зубчатым ободом червячного колеса как обрабатываемой поверхностью. Задачей, которую решает полезная модель, является повышение качества и производительности магнитно-абразивной обработки цилиндрических деталей с прерывистой поверхностью, а именно рабочих поверхностей червячных колес, выполненных из черных металлов. Поставленная задача решается с помощью устройства для магнитно-абразивной обработки червячных колес, выполненных из черных металлов, содержащего механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с расположенными горизонтально, охватывающими обод червячного колеса полюсными наконечниками с концентричной относительно него цилиндрической поверхностью и механизм создания колебаний электромагнитной системы с приводом, где полюсные наконечники выполнены концентрично охватывающими своими обращенными друг к другу внутренними поверхностями диаметром 2 223 мм, охватывающими обод червячного колеса с наибольшим диаметром червячного колеса 2(222)6/(12),2 64292010.08.30 причем внутренние поверхности полюсных наконечников имеют расположенный симметрично их перпендикулярной оси червячного колеса плоскости симметрии выступ торовой поверхности, образованной вращением вокруг оси червячного колеса расположенной в плоскости, проходящей через ось червячного колеса, окружности диаметром 1- 2,4,касающейся ближайшей к оси точкой поверхности цилиндра диаметром 234 мм(222),где 2 - наибольший диаметр червячного колеса 1 - диаметр впадин витков червяка 2- диаметр вершин зубьев червячного колеса 1 - число заходов червяка 2 - число зубьев червячного колеса- коэффициент диаметра червяка- осевой модуль червяка- коэффициент осевого смещения при нарезании червячного колеса,причем торовая часть полюсных наконечников имеет зубчатую поверхность, образованную пересекающимися у концентричных цилиндрических поверхностей полюсных наконечников парами плоскостей, одна из которых, в том числе горизонтальная, проходит через ось колеса, а вторая отклонена от нее поворотом вокруг линии их пересечения на 45 градусов по направлению вращения колеса вокруг его оси во время основного режима работы, причем указанные пары плоскостей пересекаются также в ближайшей оси колеса точке торовой поверхности в перпендикулярной оси червячного колеса плоскости симметрии. На фиг. 1 изображен общий вид устройства на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство для магнитно-абразивной обработки червячных колес, выполненных из черных металлов, включает механизм вращения обрабатываемой детали в виде червячного колеса 1 (направление вращения показано на фиг. 1 сплошной стрелкой для основного режима работы и штриховой - для доводочного режима работы), механизм создания вдоль оси вращения детали 1 колебаний электромагнитной системы с амплитудой не более 1 мм,разомкнутую электромагнитную систему (на фигурах не показаны) с расположенными горизонтально полюсными наконечниками 2. Полюсные наконечники 2 выполнены с возможностью их перемещения в горизонтальной плоскости относительно оси колеса в перпендикулярном ей направлении с последующей фиксацией их положения (на фигурах не показано). Полюсные наконечники 2 выполнены концентрично охватывающими своими обращенными друг к другу внутренними поверхностями диаметром 223 мм, охватывающими обод червячного колеса 1 с наибольшим диаметром червячного колеса 2(222)6/(12), причем внутренние поверхности полюсных наконечников 2 имеют расположенный симметрично их перпендикулярной оси червячного колеса плоскости симметрии выступ торовой поверхности, образованной вращением вокруг оси червячного колеса расположенной в плоскости, проходящей через ось червячного колеса,окружности диаметром 1- 2,4, касающейся ближайшей к оси точкой поверхности цилиндра диаметром 234 мм(222),где 2 - наибольший диаметр червячного колеса 1 - диаметр впадин витков червяка 2 - диаметр вершин зубьев червячного колеса 1 - число заходов червяка 2 - число зубьев червячного колеса- коэффициент диаметра червяка- осевой модуль червяка- коэффициент осевого смещения при нарезании червячного колеса,причем торовая часть полюсных наконечников имеет зубчатую поверхность, образованную пересекающимися у концентричных цилиндрических поверхностей полюсных нако 3 64292010.08.30 нечников парами плоскостей, одна из которых, в том числе горизонтальная, проходит через ось колеса, а вторая отклонена от нее поворотом вокруг линии их пересечения на 45 градусов по направлению вращения колеса вокруг его оси во время основного режима работы, причем указанные пары плоскостей пересекаются также в ближайшей оси колеса точке торовой поверхности в перпендикулярной оси червячного колеса плоскости симметрии, причем с учетом размеров частиц ФАП здесь радиусы закруглений острых кромок и впадин не превышают значений 0,51 мм. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы обрабатываемая деталь (червячное колесо, выполненное из черных металлов) 1 наибольшим диаметром 2 устанавливается на устройство. Полюсные наконечники 2 за счет их перемещения в горизонтальной плоскости относительно оси колеса в перпендикулярном ей направлении устанавливаются на половине расстояния 234 мм(222) от оси колеса с последующей фиксацией их положения. Механизм вращения обрабатываемой детали приводит в движение обрабатываемую деталь 1,и при помощи механизма создания колебаний электромагнитной системы полюсные наконечники 2 совершают возвратно-поступательное движение вдоль оси вращения детали 1. Червячное колесо 1 сверху через зазор между полюсными наконечниками покрывается ФАП (на фигурах не показано) посредством их намагниченности, который вместе с вращающимся червячным колесом 1 поступает в образованный внутренней поверхностью полюсного наконечника и ободом колеса зазор, где происходит наполнение впадин между зубьями порошком посредством вращения детали и уплотняющего воздействия зазора между внутренней поверхностью полюсного наконечникаи ободом колеса. Здесь ФАП плавно и равномерно заполняет впадины между зубьями, подпрессовывается и фиксируется между ними. По мере вращения детали полюсные наконечники с помощью ФАП оказывает на поверхность зубьев червячного колеса основное обрабатывающее воздействие,так как магнитные силы позволяют ФЛП в этой области плавно и равномерно перемешиваться, в том числе и за счет некоторого изменения величины магнитного потока вследствие непостоянства тока, поступающего от выпрямляющего устройства, постоянно меняя положение режущих граней частиц порошка, охватывающего все рабочие поверхности червячных зубьев, что повышает эффективность и качество обработки. Наличие на торовой части полюсных наконечников зубчатой поверхности позволяет с одной стороны создавать необходимый подпор ФАП плоскостями этих зубьев, проходящими через ось колеса, а с другой обеспечить изменение основного режима работы на доводочный при изменении направления вращения детали, что одновременно обеспечивает эффективное перемешивание ФАП. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4