Пристрій для безконтактної установки, базування та обертання тонкостінних циліндрів у процесі обробки різанням

Пристрій для безконтактної установки, базування та обертання тонкостінних циліндрів у процесі обробки різанням, що містить співвісно встановлені робочі головки, які мають в своєму складі шихтовані магнітопроводи з осердями і фазними обмотками, а також аеростатичні опори, який відрізняється тим, що робочі головки виконано на 3 79929 вість фіксації деталі, яка обробляється, в осьовому напрямку без наявності осьового упору. Як прототип взято пристій [а.с. №1563843 СССР, МКИ В23В1/00; Опубл. 15.05.90, Бюл. №18], який призначено для обробки довгомірних гільз, циліндрів, оболонок і т.п., до складу якого входять дві робочі головки, співвісно встановлені в шпінделях передньої та задньої бабок верстата (токар-ного, шліфувального, полірувального та ін.). Кожна з робочих головок містить статор (магнітопровід) з фазними обмотками на осердях, полюсні наконечники яких мають канавки, поєднані з джерелом стисненого повітря радіальними отворами, що являють собою аеростатичні радіальні упори для деталі, яка обробляється і встановлюється на внутрішньому аеростатичному упорі у вигляді розрізного кільця змінного перерізу. Базування в осьовому напрямку здійснюється за допомогою газомагнітного чашоподібного упору, встановленого на аеростатичному упорі, і що входить в прямий механічний контакт з деталлю, яка обробляється. Обертання деталі здійснюється за допомогою обертаючого магнітного поля, яке створюється багатофазними обмотками. Недоліки пристрою наступні. По-перше, існує прямий механічний контакт деталі, яка обробляється, з осьовим упором, що негативно впливає на точність обробки внаслідок переносу похибок його встановлення і обертання на деталь. По-друге, упор уявляє собою приєднану до деталі, яка обробляється, масу, що погіршує динамічні характеристики системи, що обробляє, а, відповідно, і якість обробки. По-третє, конструкція пристрою не дозволяє здійснити позиціювання в осьовому напрямку деталі, яка обробляється, без наявності упору, що ускладнює його конструкцію. По-четверте, невисока радіальна жорсткість, що викликає необхідність зменшення режиму різання та призводить до зниження продуктивності. В основу передбачуваного винаходу покладено задачу збільшення точності обробки та спрощення конструкції пристрою, що застосовується для установки, базування і обертання тонкостінних циліндрів. Сутність винаходу полягає в тому, що в конструкції пристрою для безконтактного установлювання, базування і обертання тонкостінних циліндрів в процесі обробки різанням, що має у своєму складі співвісно встановлені робочі головки з шихтованими магнітопроводами і осердями з фазними обмотками, а також аеростатичні опори для деталі, яка обробляється, робочі головки виконані на базі фланцевих оправок, а змонтовані на них шихтовані магнітопроводи - у вигляді зубчастих дисків, між якими розміщено магнітопровідні кільця і немагнітні втулки з кільцевими канавками на зовнішніх твірних. На торцях поверхонь втулок є вирізи під полюсні наконечники зубців дисків, які є осердями одягнених на них фазних котушок, обмотки яких послідовно з'єднані між собою з перестановкою фаз в коловому та осьовому напрямках. Магнітопровідні кільця і немагнітні втулки мають раді 4 альні отвори, які поєднують порожнину оправки, пов’язану з джерелом тиску, з кільцевими канавками аеростатичної радіальної опори, створеної зовнішніми твірними втулок та полюсними наконечниками. Фазні котушки робочих головок підключено до мережі живильної напруги, що збуджує в них бижучі магнітні поля, які бігають в осьовому напрямку та мають однакову величину, але спрямовані в протилежні боки. При порівнянні аналогів та прототипу з запропонованим технічним рішенням видно, що воно виявляє нові технологічні властивості, які містяться в наступному. По-перше, забезпечується безконтактна установка, базування і обертання об'єкту обробки. По-друге, в конструкції пристрою відсутні рухомі елементи, які викликають вібрації, що переносяться на об'єкт обробки і що знижують її якість. По-третє, відсутність приєднаних мас у вигляді левітуючи х-обертаючих осьових упорів сприяє зниженню інерційності об'єкта обробки, відповідно, збільшенню швидкодії, що покращує динамічні характеристики пристрою. По-четверте, зростає радіальна жорсткість за рахунок утвореної обмотками котушок сили, що відштовхує деталь від полюсних наконечників в радіальному напрямку, а це сприяє збільшенню режимів обробки, а, як наслідок, точності и продуктивності. На Фіг.1 представлено загальний вигляд пристрою в розрізі; на Фіг.2 - переріз по А-А на Фіг.1; на Фіг.3 - схема підключення обмоток фазних котушок; на Фіг.4 - схема дії сил і моментів на об'єкт обробки. Пристрій містить фланцевий корпус 1 (Фіг.1, 2), на циліндричній порожнистій консолі якого встановлено дискові зубчасті шихто вані магнітопроводи 2, на зубцях 3 яких, що є осердями, знаходяться фазні котушки 4, обмотки яких підключено до мережі напруги живлення (Фіг.3), а між собою обмотки підключено послідовно з перестановкою фаз в коловому та осьовому напрямках. Між магнітопроводами розміщено магнітопровідні розпірні кільця 5 з встановленими на них немагнітними втулками 6, які оснащені радіальними отворами 7 для підведення стисненого повітря з порожнини 8 корпусу до кільцевих канавок 9 на зовнішніх твірних втулок 6, які віддалені від краю радіальної опори на величину І1. Ці зовнішні твірні і полюсні наконечники 10 осердь 3 являють собою аеростатичну радіальну опору довжиною І2, яка необхідна для установки деталі, що оброблюється, 11 з товщиною стінки h. Торцеві поверхні втулок мають вирізи під полюсні наконечники 10 осердь 3. Пакет магнітопроводів, розпиральних кілець і втулок замкнений з обох боків кришками 12, які мають отвори 13 для виходу відпрацьованого стиснутого повітря з порожнини деталі, що оброблюється, і яке використовується для охолодження котушок. Закріплення пакету на корпусі здійснюється гайкою 14. Працює пристрій наступним чином. Деталь, яка обробляється, 11 (Фіг.1) встановлюється по внутрішньому діаметру D1 на зовнішні поверхні робочих головок діаметром D2 з утворю 5 79929 ванням радіальних зазорів, в які підводиться стиснуте повітря, що забезпечує центр ування деталі відносно осі обертання О-О (Фіг.4). Деталь розміщено на головках таким чином, щоб її торці не виходили за межі площини ІІ і III (Фіг.4), тобто за межі розташування крайніх зовнішніх осердь 3 магнітопроводів 2. Живленням фазних (наприклад, трьохфазних) обмоток напругою (Фіг.3) в магнітопроводах обох головок збуджуються магнітні поля, бігаючі по колах (обертаючі) і бігаючі в осьовому напрямку в протилежні боки (лінійні) (Фіг.4). Під дією цих полів в деталі 11 наводяться ЕДС і протікають трьохфазні вихрові струми, що взаємодіють з магнітними полями магнітопроводів. У результаті створюються: сили відштовхування деталі від полюсних наконечників 10, тобто ті, які сприяють збільшенню радіальної жорсткості опор (додаткова магнітна опора); сили обертання (за аналогією з асинхронним двигуном з порожнім ротором), які створюють крутний момент М, що обертає деталь навколо осі О-О; сили F1 і F2 , спрямовані по осі в протилежні Комп’ютерна в ерстка О. Гапоненко 6 боки, які за відсутністю зсуву деталей відносно площини симетрії IV-IV взаємно урівноважені (F1=F 2), а при зсуві деталі в осьовому напрямку повертають її в положення, при якому її площина симетрії І-І співпадають з площиною симетрії розташування головок IV-IV (Фіг.3, 4). Таким чином, деталь 11 автоматично стабілізується відносно площини IV-IV, що є базовою. Запропонований пристрій може ефективно використовуватися не тільки на операціях обробки точінням, шліфуванням, поліруванням, але і на операціях контролю, нанесення різних покриттів і т.д. Крім того, такий механізм встановлення, базування і обертання може бути застосований, наприклад, при створенні пристроїв пам'яті і т.д. Крім того, такий механізм встановлення, базування і обертання може бути застосований , наприклад, при створенні пристроїв пам'яті ЕОМ, в яких присутність вібрації, що породжується механічними приводами, небажана. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601