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

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛС, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ ЦВЕТНЫХ 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 цветных металлов, содержащее механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с расположенными горизонтально охватывающими обод червячного колеса полюсными наконечниками с концентричной относительно его цилиндрической поверхностью и механизм создания колебаний электромагнитной системы с приводом, отличающееся тем, что полюсные наконечники выполнены своими обращенными друг к другу внутренними поверхностями, охватывающими червячное колесо симметрично его оси с обеих сторон, с углами обхвата обода червячного колеса с наибольшим его диаметром 2(222)6/(12),где 2 - наибольший диаметр червячного колеса 1 - число заходов червяка 2 - число зубьев червячного колеса- осевой модуль червяка- коэффициент осевого смещения при нарезании червячного колеса,равными 45, причем верхний и нижний края полюсных наконечников образуют с ободом червячного колеса зазор 23 мм, расположенные в проходящей через 69242010.12.30 ось колеса горизонтальной плоскости симметрии полюсных наконечников центральные части их внутренних поверхностей имеют каждая зазор с ободом червячного колеса, равный 3, а обращенные к червячному колесу и охватывающие его внутренние поверхности полюсных наконечников выполнены в виде симметричной оси колеса и проходящей через ее горизонтальной плоскости симметрии полюсных наконечников цилиндрической поверхности радиусом(22)2 / 166,61,5 .(56) 1. Патент на полезную модель РБ 2707, МПК 24 31/00, 2006 (прототип). 2. Скойбеда А.Т. и др. Детали машин и основы конструирования. - Минск Вышэйшая школа, 2000. - . 335-344. 3. Рывкин А.А., Рывкин А.З., Хренов Л.С. Справочник по математике. Изд. 3-е. - М. Высшая школа. - . 199. 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 цветных 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 цветных 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. Проведенными в БГАТУ исследованиями установлено, что обработка венца червячного колеса, изготовленного из цветных металлов, например из бронзы, связана с необходимостью изменения формы рабочего зазора с концентричной на серповидную. Причиной этого является повышение температуры в зоне резания, что приводит к ухудшению качества обработки по причине структурной приспосабливаемости и прекращению процесса резания в случае использования концентричной формы зазора. Необходимыми действиями являются уменьшение угла обхвата полюсных наконечников обрабатываемой детали и увеличение зазора в его сердцевине, рост коэффициента перекрытия в направлении осциллирующего движения. 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 цветных металлов. Поставленная задача решается с помощью устройства для магнитно-абразивной обработки червячных колес, выполненных из цветных металлов, содержащего механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с расположенными горизонтально охватывающими обод червячного колеса полюсными наконечниками с концентричной относительно его цилиндрической поверхностью и механизм создания колебаний электромагнитной системы с приводом, где полюсные нако 2 69242010.12.30 нечники выполнены своими обращенными друг к другу внутренними поверхностями,охватывающими червячное колесо симметрично его оси с обеих сторон, с углами обхвата обода червячного колеса с наибольшим его диаметром 2 2(222)6/(12),где 2 - наибольший диаметр червячного колеса 1 - число заходов червяка 2 - число зубьев червячного колеса- осевой модуль червяка- коэффициент осевого смещения при нарезании червячного колеса,равными 45, причем верхний и нижний края полюсных наконечников образуют с ободом червячного колеса зазор 23 мм, расположенные в проходящей через ось колеса горизонтальной плоскости симметрии полюсных наконечников центральные части их внутренних поверхностей имеют каждая зазор с ободом червячного колеса, равный 3, а обращенные к червячному колесу и охватывающие его внутренние поверхности полюсных наконечников выполнены в виде симметричной оси колеса и проходящей через ее горизонтальной плоскости симметрии полюсных наконечников цилиндрической поверхности радиусом(22)2 / 166,61,5 . 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 цветных 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 выполнены своими обращенными друг к другу внутренними поверхностями, охватывающими червячное колесо симметрично его оси с обеих сторон, с углами обхвата обода червячного колеса с наибольшим его диаметром 2(222)6/(12),где 2 - наибольший диаметр червячного колеса 1 - число заходов червяка 2 - число зубьев червячного колеса- осевой модуль червяка- коэффициент осевого смещения при нарезании червячного колеса,равными 45, причем верхний и нижний края полюсных наконечников образуют с ободом червячного колеса зазор 23 мм, расположенные в проходящей через ось колеса горизонтальной плоскости симметрии полюсных наконечников центральные части их внутренних поверхностей имеют каждая зазор с ободом червячного колеса, равный 3, а обращенные к червячному колесу и охватывающие его внутренние поверхности полюсных наконечников выполнены в виде симметричной оси колеса и проходящей через ее горизонтальной плоскости симметрии полюсных наконечников цилиндрической поверхности радиусом(22)2 / 166,61,5 . Величина радиусаполучена в результате решения уравнения, где, с одной стороны,присутствует определенное по формуле 3, показанное на фиг. 1 расстояние от верхнего и нижнего краев полюсных наконечников до их горизонтальной плоскости симметрии 3(2 - 3)0,5, а с другой - та же величина согласно фиг. 1, равная (2 /2)22,50. 3 69242010.12.30 Ширина полюсных наконечников Н равна 1,1-1,2 от ширины В обрабатываемого обода червячного колеса. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы обрабатываемая деталь (червячное колесо, выполненное из цветных 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 с зазором 23 мм относительно обода колеса. 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 показано позицией 3) 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 наконечника и 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 оказывают на поверхность зубьев червячного колеса основное обрабатывающее воздействие, так как магнитные силы позволяют ФАП 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. Применение серповидной формы зазора приводит к повышению степени доставки в зону резания СОТС (смазочно-охлаждающих технических средств), снижению степени разрушения частиц ФАП по причине их заклинивания в концентричном зазоре и внедрения их осколков в обрабатываемую поверхность и ее шаржирования. Наличие ферромагнитной сердцевины червячного колеса в виде ступицы и вала приводит к концентрации магнитного потока и уменьшению его утечек, что позволяет повысить давление частиц ФАП на обрабатываемую поверхность бронзового венца червячного колеса. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4