Патрон для левітаційного точіння тонкостінних конічних деталей

Патрон для левітаційного точіння конічних деталей, що містить корпус, статор з багатофазними котушками і аеростатичні опори, який відрізняється тим, що статор, який розміщено всередині чашкового корпусу, виконаний у вигляді пакета кільцевих зубчастих магнітопроводів з фаз C2 1 3 зубців, що є осердями котушок, розташовані дугоподібні пластинчасті аеростатичні опори у вигляді консолей, які жорстко пов'язані з пружною затиснутою по краю круглою мембраною, що розміщена між внутрішньою поверхнею донної частини чашечного корпусу і статором. Мембрана забезпечена центральним циліндричним виступом з різьбовим отвором під різьбовий кінець вала привідного неповнообертового стежачого пневмодвигуна, який встановлено на зовнішній поверхні даної частини корпусу. Полюсні наконечники осердь магнітоприводів і дугоподібні внутрішні поверхні аеростатичних опор створюють конічну установлювальну поверхню для деталі, що обробляється, а різьбовий кінець вала пневмодвигуна і різьбовий отвір і центрі мембрани - передачу гвинт-гайка. При порівнянні аналога і прототипу з запропонованим технічним рішенням видно, що воно виявляє нові технологічні властивості, що полягають в повній відсутності механічного контакту установлювальних і привідних елементів патрона з поверхнями конічного об'єкта обробки, а також в наявності можливості регулювання (зміни) кута конусності установлювальної поверхні аеростатичних опор, що сприяє забезпеченню (підтримці) рівномірного радіального зазора по всій довжині твірної конуса, отже забезпеченню необхідної жорсткості і радіальному напрямі і стабілізації положення деталі, що обробляється в осьовому напрямі. Все це сприяє підвищенню точності і якості обробки. На Фіг.1 представлений загальний вигляд патрона в розрізі; на Фіг.2 - вигляд по стрілці А на Фіг.1; на Фіг.3 - схема з'єднання багатофазних обмоток патрона. Патрон (Фіг.1) виконаний на базі чашечного корпусу 1, всередині якого розміщені кругла, затиснута по краю пружна мембрана 2 і статор у вигляді пакету кільцевих зубчастих магнітопроводів 3, на осердях 4 яких встановлені котушки 5 з фазними обмотками, що підключені до джерела трифазної напруги з послідовною круговою і лінійною перестановкою фаз (Фіг.3). Фіксація мембрани і магнітопроводів статорного пакету в окружному напрямі здійснюється штифтами 6, а в осьовому напрямі - притискним кільцем 7. У центрі мембрани виконаний циліндричний прилив 8 з центральним різьбовим отвором під різьбовий кінець вала 9 неповнообертового стежачого пневмодвигуна, що закріплений на зовнішній поверхні донної частини чашечного корпусу 1 (Electrical Drives / Handling and Positioning Systems. Volume 5/- Festo AG 8 Co. KG, Postfach, D-73726 Esslingen, Germany / -2003). Вал 9 змонтований на радіально - упорних підшипниках 10. На шліцьовій частині вала 9 встановлені лопасть-поршень 11, аналоговий давач зворотного зв'язку 12 і прапорець 13, що входить в контакт з регульованими упорами 14. Електроживлення давача 12 здійснюється через рознімач 15. Між осьовими рядами осердь 4 (Фіг.2) розміщені дугоподібні пластинчасті аеростатичні опори 16 у вигляді консолей, які пов'язані з мембраною 2, центральні закриті розподільні канавки 17 яких 86701 4 поєднані з джерелом стислого повітря за допомогою каналів 18, трубопроводів 19, кільцевої порожнини 20, яка створена корпусом 1 і кришкою 21, і штуцера 22. Полюсні наконечники 23 осердь 4 магнітопроводів 3 і внутрішні дугоподібні поверхні аеростатичних опор 16 утворюють установлювальну конічну поверхню з кутом a для деталі, що обробляється, а різьбовий кінець 9 і різьбовий отвір в циліндричному приливі 8 мембрани 2 - передачу гвинт-гайка. Працює пристрій таким чином. Деталь, що обробляється, в цьому випадку зрізаний конус (Фіг.1), після проходження операції контролю дійсної величини кута конусності a в межах допуску, встановлюється в патрон, аеростатичні опори якого попередньо наладжуються на аналогічний кут шляхом повороту лопасті 11 пневмодвигуна, що спричиняє обертання вала 9, різьбовий кінець якого входить в зачеплення з наріззю циліндричного виступу 8, і спричиняє осьовий зсув центра мембрани 2, тобто її угинання. Величина кута повороту вала 9, що забезпечує необхідну величину угинання мембрани, отже і необхідний кут конусності, контролюється вмонтованим аналоговим давачем 12. При переміщенні центра мембрани праворуч (Фіг.1) кут збільшується, тобто аеростатичні опори розходяться, а при зсуві ліворуч - зменшується, тобто опори сходяться. Внаслідок подачі повітря через штуцер 22 в центральні розподільні канавки 17 аеростатичних опор 16 і живлення фазних котушок 5 магнітопроводів 3 створюються, відповідно, підіймальна сила Fп, що викликає появу осьової сили виштовхування Fв деталі з патрона, а також крутячий момент, що викликає обертання деталі (за принципом роботи асинхронного двигуна з порожнистим ротором) і тягове зусилля Fт, що врівноважує силу Fв. Підтримкою рівності Fт = Fв забезпечується стабільне безконтактне розташування деталі в патроні відносно установлювальних елементів. Вплив осьової складової сили різання Рх на осьове положення деталі усувається за рахунок відповідної зміни Fт або Fв, тобто в залежності від напряму її дії. Усунення прямого механічного контакту деталі, що обробляється з установлювальними і привідними елементами технологічного обладнання і оснащення виключає перенесення теплових і силових деформацій (вібрацій), що сприяє підвищенню точності і якості обробки, а можливість здійснення безступінчастого регулювання швидкості обертання усуває необхідність мати традиційну коробку швидкостей. Можливість регулювання кута конусності a аеростатичних опор розширює технологічні можливості пристрою і забезпечує отримання рівномірного по довжині твірної конуса радіального зазора, що в свою чергу дозволяє мати однакову жорсткість аеростатичних опор по всій їх довжині, отже, виключає поворот (зсув) деталі, що обробляється, що негативно впливає на точність діаметральних розмірів деталі в різних поперечних розрізах. 5 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 86701 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601