Гідроімпульсний віброударний пристрій для віброточіння зі вбудованим генератором імпульсів тиску

Гідроімпульсний віброударний пристрій для віброточіння зі вбудованим генератором імпульсів тиску у вигляді гідроциліндра, який містить корпус з напірною та зливної гідролініями, різцетримач та різець з державкою, який відрізняється тим, що в корпусі квадратного перерізу з ніжкою кріплення його в стандартизованому різцетримачі верстата та порожниною підводу енергоносія розміщено золотник-пружину прорізного типу, що є запірним елементом однокаскадного генератора імпульсів тиску з параметричним принципом генерування імпульсів тиску, який торцем золотникової частини через утворену на ньому сферичну виточку обпер U 2 (19) 1 3 Золотник, з можливістю обертання, встановлений на корпусі пристрою, з'єднує порожнини гідроциліндра із напірною та зливною гідролініями. Недоліками пристрою є великі габарити, що унеможливлює його використання без демонтажу стандартного супорту верстата, та складність реалізації віброударного режиму навантаження різця. В основу корисної моделі поставлена задача створення гідроімпульсного віброударного пристрою для віброточіння зі вбудованим генератором імпульсів тиску (ГІТ), в якому за рахунок введення нових конструктивних рішень досягається можливість закріплення його в стандартизованому різцетримачі верстата, спрощення умов його використання, зменшення габаритів, застосування вбудованого ГІТ, поєднання в одному циклі вібраційного і віброударного режимів навантаження різця, а також широкого діапазону вібронавантаження різця. Поставлена задача досягається тим, що гідроімпульсний віброударний пристрій для віброточіння зі вбудованим ГІТ у вигляді гідроциліндра, який містить корпус квадратного перерізу з ніжкою кріплення його в стандартизованому різцетримачі верстата та порожниною підводу енергоносія розміщено золотник-пружину прорізного типу, що є запірним елементом однокаскадного ГІТ з параметричним принципом генерування імпульсів тиску, який торцем золотникової частини через утворену на ньому сферичну виточку обпертий на сферичний торець циліндричного штовхача, інший торець якого контактує з дном розточки в корпусі, в якій розташовано пакет тарілчастих пружин, установлених на циліндричній частині державки різця, причому сферичною виточкою на торці циліндрична частина різця притиснута пакетом тарілчастих пружин до сферичного торця циліндричного штовхача, а інший торець пакета тарілчастих пружин обпертий на закріплену на корпусі передню закріплену гвинтами на корпусі кришку, що має центральний осьовий отвір прямокутного перерізу, спряжений за ходовою посадкою з частиною державки різця прямокутного перерізу, причому між внутрішнім торцем передньої кришки і торцевою поверхнею переходу прямокутного перерізу частини державки різця в круговий переріз її циліндричної частини утворено зазор, а пружинна частина золотника-пружини гвинтом регулятора тиску відкриття ГІТ контактує із задньою кришкою, що закріпленою гвинтами на корпусі, на якому закріплено штуцера для подачі і зливу енергоносія. Будова пристрою пояснюється кресленням, на якому зображено повздовжній розріз гідроімпульсного віброударного пристрою для віброточіння зі вбудованим ГІТ. Гідроімпульсний віброударний пристрій для віброточіння зі вбудованим ГІТ має вигляд гідроциліндра, і складається з корпуса квадратного перерізу з ніжкою кріплення його в стандартизованому різцетримачі верстата та порожниною підводу енергоносія розміщено золотник-пружину 1 прорізного типу, що є запірним елементом однокаскадного ГІТ з параметричним принципом генерування імпульсів тиску, який торцем золотникової частини через утворену на ньому сферичну виточ 53519 4 ку обпертий на сферичний торець циліндричного штовхача 4, інший торець якого контактує з дном розточки в корпусі 9, в якій розташовано пакет тарілчастих пружин 6, установлених на циліндричній частині державки різця 5, причому сферичною виточкою на торці циліндрична частина різця 5 притиснута пакетом тарілчастих пружин 6 до сферичного торця циліндричного штовхача 4, а інший торець пакета тарілчастих пружин 6 обпертий на закріплену гвинтами (на кресленні умовно показані осьовими лініями) на корпусі 9 передню кришку 7, що має центральний осьовий отвір прямокутного перерізу, спряжений за ходовою посадкою з частиною державки різця 5 прямокутного перерізу, причому між внутрішнім торцем передньої кришки 7 і торцевою поверхнею переходу прямокутного перерізу частини державки різця 5 в круговий переріз її циліндричної частини утворено зазор h (h=1,0...2мм). Пружинна частина золотникапружини 1 гвинтом 2 регулятора 3 тиску відкриття ГІТ контактує із задньою кришкою 8, що приєднана гвинтами (на кресленні умовно показані осьовими лініями) до корпусу 9 пристрою, на якому закріплено штуцера 11 для подачі і зливу енергоносія. У початковому положенні запірна частина золотника-пружини 1 прорізного типу, що має ступінчасту циліндричну форму, утворює з розточками корпусу додатні перекриття, відповідно, h 1 за діаметром d1 та d 2 за діаметром d2. Ці перекриття забезпечують параметричний принцип спрацювання ГІТ. Гідроімпульсний віброударний пристрій для віброточіння зі вбудованим ГІТ працює наступним чином. Робоча рідина (енергоносій) від гідронасоса (умовно непоказаний) підводиться через штуцер 11 в напірну порожнину А пристрою, яка додатним перекриттям h 1, відділяється від проміжної порожнини В, а додатнім перекриттям h 2 порожнина В відокремлюється від зливної розточки С в корпусі 9, з'єднаної з гідробаком 10. Пружинна частина золотника-пружини 1 прорізного типу постійно сполучена через радіальні отвори а із зливною розточкою С, - це забезпечує рідинне тертя по всій довжині золотника-пружини 1 прорізного типу. Внаслідок зростання в порожнині А тиску енергоносія до величини тиску відкриття ГІТ: p1 k1 y02 / f1, (1) (де k1, у2 - відповідно жорсткість прорізної пружини золотника-прорізної пружини 1 і її попередня деформація f d2 / 4 0,785d2 - площа поперечно1 1 го перерізу меншого ступеня золотника-прорізної пружини 1) золотник-прорізна пружина 1 починає переміщуватись на шлях 0 у h 1. В цей же момент під дією сили: (2) FП p1f3 F 6 FУ , ПР P1 — (тут f3 площа поперечного d2 / 4 0,785d2 3 3 перерізу штовхача 4, діаметр якого дорівнює d1; F 6 - середня сила пакета тарілчастих пружин 6; ПР Fy - радіальна складова сили різання) різець 5 рухається на шляху 0 у1П hР до вибирання зазору hp (де індекси "П" при у1 та у2 означають прямий хід). 5 53519 6 В момент з'єднання порожнини А і В дія енерДодатні перекриття h 1 та h 2 вибирають за гоносія під тиском р1 розповсюджується на всю умовою забезпечення потрібної герметичності запірної частини золотника-прорізної пружини 1 площу поперечного перерізу f2 d2 / 4 0,785d2 2 2 таким чином, щоб h 2>h 1, наприклад, якщо запірної частини золотника-прорізної пружини 1, h 1=1мм, то h 2=2мм, це потрібно для того, щоб що спричиняє прискорений рух золотникапісля переміщення золотника-прорізної пружини 1 прорізної пружини 1 на шляху y2П=h 2-h 1 під дією на відстань y2П h 1 тиск в порожнині В деякий час сили: зберігається на рівні р1 (припускається, що в момент з'єднання порожнини А та В тиск в порожнині FP2 p1f2 F 1; (3) ПР В, внаслідок малого її об'єму, миттєво зростає до рівня р1). (де F 1 [k1( y02 h 1) k1( y02 h 2 h 1)] / 2 k1( y02 0,5h 2 ) ПР середня сила прорізної пружини золотника 1 під час його руху на вказаному шляху. Під час з’єднання напірної А і проміжної В порожнин із зливною розточкою С та руху золотника p2 k1( y02 h 2 hв2 ) / f2 прорізної пружини 1 на шляху від'ємного перекриття hв2 тиск енергоносія в напірній порожнині гідроприводу пристрою падає до рівня тиску закриття ГІТ: p1 f1 / f2 k1(h де враховано, що k1y02 p1 f1 (формула (1)). Зниження тиску енергоносія в порожнині А до рівня pA p2, спричиняє зворотний рух (хід) Де F 1 ПР Під час зворотного ходу різець 5 і золотникапружини 1 прорізного типу вступають в кінці зворотного переміщення в ударну взаємодію через штовхач 4, ефективність якої стосовно процесу віброточіння можна оцінити часткою EK кінетичної енергії удару різця 5 і золотника-прорізної пружини, що витрачається на деформацію стружки, яка знімається різцем 5: 2 2 (8) EK 0,5(m1 1з mP pз ), де m1, mP - відповідно зведені маси золотникапружини 1 прорізного типу та системи різець 5 пакет тарілчастих пружин 6 - штовхач 4 (mP =mP+m2, де у mP включається частка маси тарілчастих пружин 6, m2 - маса штовхача); 1з, pз - середні швидкості різця 5 і золотникапрорізної пружини 1 в момент ударної взаємодії. З формули (8) випливає, що позитивний ефект уда k1( y02 0,5(h 2 hв2 h 1) Переміщення золотника-пружини 1 прорізного типу на шляху y2з = h 1 здійснюється під дією сили: F2зв F 1 p2 f1, (6) ПР [k1( y02 h 2 ) k1y02] / 2 середня сила золотника-пружини 1 прорізного типу на цьому шляху його руху. Зворотний рух різця 5 в момент зменшення в порожнині А тиску енергоносія до рівня pA p2 здійснюється під дією сили: Fз Fy F (7) ПРG p2 f3, p1 (4) золотника-пружини 1 прорізного типу на шляху ходу y2з h 1+hв2 під дією сили: F2зв F 1 p1 f2, (5) ПР Де F 1 [k1( y02 h 2 hв2 ) k1( y02 h 1)] / 2 ПР середня сила прорізної пружини золотника 1 на цьому його переміщення ( в даній формулі індекс "з" означає зворотній хід). hв2 / f2, k1( y02 0,5h 1) рна взаємодія матиме, якщо EK 0 і ударне переміщення різця 5 0 y1y hp ( тут індекс "у" означає пряме ударне переміщення різця 5). Середню силу F 6 пакета тарілчастих пружин 6 можна ПР визначити в першому наближенні так: (9) F 6 0,5Fmax, ПР ПР6 де Fmax - максимальна сила пакета тарілчастих ПР6 пружин 6 за його деформації рівній hp. Доцільно жорсткість k2 пакета тарілчастих пружин 6 вибрати такого, що реалізовувалась умова: p1 f3 k 2 h2 Fy , (10) або за заданого hp: p1 f3 Fy k2 , (11) hp Регулювання тиску відкриття ГІТ здійснюється гвинтом 2, який вмонтований у задню кришку 12, регулятора тиску відкриття ГІТ 3. Передня кришка 7 слугує одночасно напрямною та опорою. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 53519 8 Підписне Тираж 26 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