Станок для магнитно-абразивной обработки косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТАНОК ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ КОСОЗУБОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА ВНУТРЕННЕГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ(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) Станок для магнитно-абразивной обработки косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления, содержащий -образную станину, на которой с возможностью перемещения установлены нижний ведущий и верхний прижимной диски, и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на нижнем ведущем и верхнем прижимном дисках, отличающийся тем, что привод 16949 1 2013.04.30 вращения нижнего ведущего диска выполнен с возможностью изменять направление вращения, нижний ведущий диск имеет на своей верхней поверхности углубление в виде обращенной вниз боковой соосной с нижним ведущим диском поверхности конуса,сопряженной с внутренней поверхностью выполненного в виде цилиндрической трубы борта, наружный диаметр которого равен диаметру нижнего ведущего диска, в углублении установлена копирующая его форму вставка толщиной 4-6 мм, выполненная из диамагнитного материала, для установки на нее соосно с нижним ведущим диском косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления с возможностью его фиксации в горизонтальном положении с помощью ввинченных в борт винтов с горизонтальными осями и с образованием пространства для ферромагнетика, имеющего высокий показатель магнитной проницаемости, например для порошка технического железа, между внутренней стенкой борта и цилиндрической наружной поверхностью косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления, борт имеет с верхнего края до вставки расположенные симметрично относительно оси нижнего ведущего диска вертикальные прорези шириной 10-15 мм,прижимной диск установлен с возможностью расположения внутри косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления и соосно ему, при этом он закреплен на нижнем конце стержня, связанного с приводом возвратно-поступательных перемещений вдоль своей оси и вращения вокруг нее, прижимной диск имеет форму пластины с верхней и нижней горизонтальными поверхностями и параллельными друг другу симметричными проходящей через ось нижнего ведущего диска плоскости симметрии вертикальными боковыми поверхностями, из которых две диаметрально противоположные выполнены с концентрично относительно обрабатываемого косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления эквидистантными поверхностями и с возможностью установки с зазором 4-5 мм с зубчатой поверхностью обрабатываемого косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления, при этом эквидистантные поверхности имеют по одному концентратору магнитного потока,каждый из которых выполнен в виде выступа, расположенного от нижней до верхней горизонтальных поверхностей пластины под углом, равным углу наклона зубьев обрабатываемого косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления к образующей его делительной поверхности , высота концентратора магнитного потока составляет 2-3 мм,а ширина у основания численно равна нормальному модулюобрабатываемого косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления, при этом направление наклона концентратора соответствует направлению наклона зубьев обрабатываемого косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления. Полезная модель относится к чистовой обработке изделий ферроабразивным порошком (ФАП) в магнитном поле и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при обработке рабочих поверхностей косозубых зубчатых колес внутреннего зацепления. Известен станок для магнитно-абразивной обработки шариков 1, содержащий -образную станину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на ведущем и прижимном дисках, первый из которых связан с приводом вращения вокруг вертикальной оси, а второй - с приводом возвратно-поступательных перемещений вдоль той же оси, причем на обращенных друг к другу торцах дисков выполнены канавки полукруглого профиля, а в канавке каждого диска установлены вставки из диамагнитного материала, которые расположены поочередно по обе стороны от оси симметрии полукруглого профиля канавки. Такое устройство не позволяет производить качественную и производительную магнитно-абразивную обработку рабочих поверхностей косозубых зубчатых колес внутреннего зацепления. 2 16949 1 2013.04.30 Задачей, которую решает полезная модель, является повышение качества и производительности магнитно-абразивной обработки рабочих поверхностей прямозубых зубчатых колес внутреннего зацепления. Поставленная задача решается с помощью станка для магнитно-абразивной обработки косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления, содержащего -образную станину,на которой с возможностью перемещения установлены нижний ведущий и верхний прижимной диски, и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на нижнем ведущем и верхнем прижимном дисках, где привод вращения нижнего ведущего диска выполнен с возможностью изменять направление вращения, нижний ведущий диск имеет на своей верхней поверхности углубление в виде обращенной вниз боковой соосной с нижним ведущим диском поверхности конуса, сопряженной с внутренней поверхностью выполненного в виде цилиндрической трубы борта, наружный диаметр которого равен диаметру нижнего ведущего диска, в углублении установлена копирующая его форму вставка толщиной 46 мм, выполненная из диамагнитного материала, для установки на нее соосно с нижним ведущим диском косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления с возможностью его фиксации в горизонтальном положении с помощью ввинченных в борт винтов с горизонтальными осями и с образованием пространства для ферромагнетика, имеющего высокий показатель магнитной проницаемости, например для порошка технического железа, между внутренней стенкой борта и цилиндрической наружной поверхностью косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления, борт имеет с верхнего края до вставки расположенные симметрично относительно оси нижнего ведущего колеса вертикальные прорези шириной 1015 мм, прижимной диск установлен с возможностью расположения внутри прямозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления и соосно ему, при этом он закреплен на нижнем конце стержня, связанного с приводом возвратно-поступательных перемещений вдоль своей оси и вращения вокруг нее, прижимной диск имеет форму пластины с верхней и нижней горизонтальными поверхностями и параллельными друг другу симметричными проходящей через ось нижнего ведущего диска плоскости симметрии вертикальными боковыми поверхностями, из которых две диаметрально противоположные выполнены с концентрично относительно обрабатываемого косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления эквидистантными поверхностями и с возможностью установки с зазором 45 мм с зубчатой поверхностью обрабатываемого косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления, при этом эквидистантные поверхности имеют по одному концентратору магнитного потока, каждый из которых выполнен в виде выступа, расположенного от нижней до верхней горизонтальных поверхностей пластины под углом,равным углу наклона зубьев обрабатываемого косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления к образующей его делительной поверхностивысота концентратора магнитного потока составляет 23 мм, а ширина у основания численно равна нормальному модулюобрабатываемого косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления, при этом направление наклона концентратора соответствует направлению наклона зубьев обрабатываемого зубчатого колеса внутреннего зацепления. На фиг. 1 изображен общий вид станка и разрез - на фиг. 2 на фиг. 2 - разрез на фиг. 1 на фиг. 3 - разрез - на фиг. 1 на фиг. 4 - разрез Д-Д на фиг. 1 на фиг. 5 - разрез - на фиг. 4. Станок для магнитно-абразивной обработки косозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления содержит установленный с возможностью относительного перемещения на-образной станине 1 ведущий диск-магнитопровод 2. Ведущий диск 2 имеет привод вращения вокруг вертикальной оси с постоянно изменяющимся направлением, для чего он кинематически связан с электродвигателем 3 с помощью присоединенного к нему через муфту 4 вала 5 с кривошипом камня 6, размещенного с возможностью перемещения внутри паза расположенной в горизонтальной плоскости кулисы 7, прикрепленной своим кон 3 16949 1 2013.04.30 цом к вертикальному валу 8, опирающемуся своим нижним концом на плоский упорный подшипник-подпятник 9 2, и закреплен на верхнем конце вала 8 с возможностью демонтажа и замены на ведущий диск других размеров (на фигуре не показано). Ведущий диск 2 имеет в своей верхней поверхности углубление в виде обращенной вниз боковой соосной с ведущим диском поверхности конуса, сопряженное с внутренней поверхностью выполненного в виде цилиндрической трубы борта, наружный диаметр которого равен диаметру ведущего диска, причем в углублении установлена копирующая его форму вставка 10 толщиной 46 мм, выполненная из диамагнитного материала, например алюминия, причем борта имеют с верхнего края до вставки расположенные симметрично относительно оси ведущего колеса вертикальные технологические прорези 11 шириной 1015 мм с параллельными стенками, а на вставку 10 соосно с ведущим диском установлено прямозубое зубчатое колесо внутреннего зацепления 12 с возможностью его фиксации в горизонтальном положении с помощью ввинченных в борт ведущего диска 2 винтов 13 с горизонтальными осями, причем пространство между внутренней стенкой борта и цилиндрической наружной поверхностью зубчатого колеса 12 заполнено ферромагнетиком 14,имеющим высокий показатель магнитной проницаемости 100150 мкГ/м, например порошком технического железа типа ПЖ 2 М. Внутри прямозубого зубчатого колеса внутреннего зацепления 12 соосно ему расположена пластина 15 с верхней и нижней горизонтальными поверхностями и параллельными друг другу симметричными проходящей через ось ведущего диска плоскости симметрии вертикальными боковыми поверхностями, имеющими на своих сопряженных с боковыми поверхностями двух диаметрально противоположных, примыкающих с зазором 45 мм к зубчатой поверхности колеса внутреннего зацепления 12, концентричных эквидистантных поверхностях по одному выполненному по всей их поверхности, от нижней до верхней горизонтальных поверхностей пластины 15 под углом, равным численно углу наклона зубьев прилегающей поверхности обрабатываемого косозубого зубчатого колеса 12 к образующей его делительной поверхности , концентратору магнитного потока в виде выступа 31 высотой 23 мм, причем ширина концентратора в виде выступа 31 у его сопрягающегося с концентричной поверхностью пластины 15 основания равна нормальному модулюобрабатываемого косозубого зубчатого колеса, а направление наклона концентратора 31 соответствует направлению наклона ближайших к нему зубьев зубчатого колеса 12 таким образом, что расположение их противостоящих частей близко к параллельному. Пластина 15 установлена с перекрытием ширины зубчатого венца на 12 мм сверху и снизу и закреплена на нижнем конце стержня 16, связанного с приводом возвратно-поступательных перемещений вдоль и вращения вокруг его оси. Этот привод содержит электродвигатель 17, направленный вниз вал которого с помощью муфты 18 соединен с валом 19. В средней части вала 19 своей центральной частью под углом к его оси жестко закреплен круглый плоский диск 20. К периферийной части плоского диска 20 прижимается снизу пружиной растяжения 21 с помощыо хомута 22 круглый стержень 16 с присоединенной к его нижнему концу пластиной 15. Стержень 16 имеет на своем верхнем конце сферический башмак 23 и возможность возвратно-поступательных и вращательных перемещений относительно станины 1. Вал 19 имеет на своем нижнем конце жестко закрепленное цилиндрическое прямозубое колесо 24 входящее в зацепление с жестко закрепленным на стержне 16 цилиндрическим прямозубым колесом 25. Хомут 22 установлен на круглом стержне 16 с возможностью относительного вращения. В проходящей через ось ведущего диска 2 вертикальной плоскости симметрии расположено магнитопроводящее ярмо 26 магнитной системы станка,содержащей также установленную на пластине-магнитопроводе 15 электромагнитную катушку 27 и закрепленную на станине 1 вторую электромагнитную катушку 28, внутри которой размещена с возможностью вращения ступица ведущего диска-магнитопровода 2. Стержень 16 имеет в своей средней части вставку 29, прикрепленную с помощью фланцев и винтов 30 к верхней и нижней части стержня 16. 4 16949 1 2013.04.30 Станок работает следующим образом. Перед началом работы после установки обрабатываемой детали 12 на соответствующего ей размера ведущий диск 2 и фиксации ее винтами 13 в пространство между внутренней стенкой борта и цилиндрической наружной поверхностью зубчатого колеса 12 засыпается ферромагнетик 14. Между зубьями детали 12 и соответствующего ей размера пластиной 15 помещается ФАП (на фигуре не показано). Ведущий диск 2 вместе с установленной на нем деталью 12 приводится с помощью электродвигателя 3 во вращение вокруг вертикальной оси с постоянно изменяющимся направлением. Пластина 15 с помощью электродвигателя 17 и деталей 18-25, 29 совершает вместе с круглым стержнем 16 качательные движения амплитудой 35 мм относительно станины 1 и вращение относительно ее. За счет наличия на концентричной поверхности пластины 15 расположенных под углом концентраторов магнитного потока 31 в виде выступов и равенства этого угла углу наклона зубьев прибегающей поверхности обрабатываемого косозубого зубчатого колеса к образующей его делительной поверхностиосуществляется интенсивное воздействие ФАП в том числе на трудно доступные для обработки места поверхности зубьев косозубого колеса. Предназначенные для формирования магнитной цепи между полюсами - технологические прорези 11 создают ферроабразивный инструмент в рабочей зоне. ФАП за счет магнитных сил плавно и равномерно заполняет впадины между зубьями, перемешивается постоянно меняя положение режущих граней частиц порошка, обеспечивая равномерность съема материала обрабатываемой поверхности, что повышает эффективность и качество обработки, при этом согласно проведенных в БГАТУ исследований, обеспечивается оптимальный режим обработки ФАП рабочих поверхностей прямозубых зубчатых колес внутреннего зацепления. Монтаж и демонтаж различных деталей 12 производится с помощью вставки 29, размеры которой могут изменяться. Источники информации 1. А.с. СССР 1030147, МПК В 24 31/00, 1983. 2. Скойбеда А.Т. и др. Детали машин и основы конструирования. - Минск Вышэйшая школа, 2000. - С. 408. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6