Пристрій для левітаційної обробки точінням тонкостінних конічних деталей

Пристрій для левітаційної обробки точінням тонкостінних конічних деталей, що містить фланцевий трубчастий корпус, магнітопроводи з осердями і фазними котушками, обмотки яких підключені до джерела трифазної напруги з послідовною круговою і лінійною перестановкою фаз, а також радіальну аеростатичну опору, який відрізняється тим, що магнітопроводи виконані у вигляді зубчастих дисків різного діаметра, співвісно і з одна C2 1 3 стрій призначений для левітаційного точіння деталей типу «чашка» або «склянка», що мають розвинену донну частину, з якою взаємодіють магнітні потоки, що створюються багатофазними обмотками котушок, призначеними для обертання, центрування і осьового позиціонування деталей. Відсутність у конічних деталей розвиненої плоскої торцевої поверхні унеможливлює використання даного пристрою для їх обробки, а конструкція радіальної циліндричної газової опори не може бути застосована для установки конічних деталей. В основу запропонованого винаходу покладена задача підвищення точності обробки нежорстких деталей типу тіл обертання конічної форми за рахунок усунення їх прямого механічного контакту з установлювальними і привідними елементами технологічного оснащення. Суть винаходу спрямована на вирішування поставленої задачі, яка полягає в тому, що в конструкції пристрою, який має в своєму складі фланцевий трубчастий корпус, магнітопроводи з осердями і фазними котушками, обмотки яких підключені до джерела трифазної напруги з послідовною круговою і лінійною перестановкою фаз, аеростатичну радіальну опору, згідно з винаходом, магнітопроводи виконані у вигляді зубчастих дисків різного діаметра, які встановлені співвісно і з однаковим кроком на трубчастій осі корпусу, а радіальна аеростатична опора у вигляді зрізаного конуса розміщена між двома сусідніми магнітопроводами більшого діаметра і забезпечена двобічними консольними площинками, що розташовані між осьовими рядами осердь з котушками, на зовнішніх криволінійних поверхнях яких виконані центральні закриті осьові розподільні канавки, що перетинаються з центральною кільцевою розподільною канавкою радіальної конічної опори в зоні живильних отворів, що поперемінно підключаються до джерела тиску стиснутого повітря або вакууму, причому поверхні полюсних наконечників і радіальної конічної аеростатичної опори з площинками утворюють конічну установлювальну поверхню з кутом конусності рівним куту конусності базової поверхні деталі, що обробляється. При порівнянні аналогів і найближчого аналога з запропонованим технічним рішенням видно, що воно проявляє нову технологічну властивість, що полягає в повній відсутності механічного контакту установлювальних елементів з базовою поверхнею конічного об'єкта обробки, що сприяє підвищенню точності і якості обробки. На Фіг.1 представлений загальний вигляд пристрою в розрізі; на Фіг.2 - вигляд по стрілці А на Фіг.1; на Фіг.3 - вигляд по стрілці Б на Фіг.1; на Фіг.4 - схема підключення фазних котушок; на Фіг.5 - схема дії сил і моментів на об'єкт обробки (деталь). Пристрій (Фіг.1, 2) містить корпус з фланцем 1, на трубчастій частині 2 якого з однаковим кроком розміщені зубчасті дискові магнітопроводи 3, 4, 5, на зубцях яких, що є осердями, встановлені фазні котушки 6. Обмотки котушок підключені до джерела трифазної напруги (Фіг.4) з послідовною круговою і лінійною перестановкою фаз. Відносне роз 86466 4 ташування магнітопроводів забезпечується штифтами 7, а фіксація в осьовому напрямі - за допомогою різьбової пробки 8. Екран 9 захищає крайні фазні котушки від пошкодження деталями, що встановлюються. Між осердями магнітопроводів 3 і 4 розміщена радіальна аеростатична опора 10 шириною В у вигляді зрізаного конуса, яка забезпечена кільцевою центральною розподільною канавкою 11 і з'єднана отворами 12 з внутрішньою порожниною трубчастої частини корпусу, що навперемінно підключається за допомогою отвору 13 до джерела тиску або вакууму. Радіальна аеростатична опора 10 має консольні осьові площинки 141 15 (Фіг.3), розміщені між осьовими рядами зубців - осердь магнітопроводів (Фіг.2) і забезпечені центральними закритими в осьовому напрямі розподільними канавками 16, які перетинаються з кільцевою розподільною канавкою 11 в зоні живильних отворів 12. Консольні площинки 14 і 15 - це незамкнені криволінійні аеростатичні опори, які утворюють разом з радіальною замкненою конічною опорою 10 комбіновану газову (аеростатичну) опору, зовнішня поверхня якої разом з поверхнями 17, 18 і 19 полюсних наконечників осердь магнітопроводів 3, 4 і 5 утворюють конічну установлювальну поверхню для деталі, що обробляється та характеризується максимальним Dd.max і мінімальним Dd.min діаметрами. Працює пристрій наступним чином. Деталь, що обробляється (Фіг.1, 2), розміщується, наприклад, за допомогою промислового робота на установлювальній поверхні і притискується до неї атмосферним тиском при підключенні внутрішньої порожнини трубчастої частини корпусу через отвір 13 до вакуум-насосу або ежектора. Потім заживлюються обмотки котушок 6, наприклад трифазною напругою, внаслідок чого в магнітопроводах збуджуються магнітні поля, що біжать по колу (що обертаються) і що біжать в осьовому напрямі (лінійні). Під дією цих полів в деталі наводяться ЕДС і протікають трифазні вихрові струми, що взаємодіють з магнітними полями магнітопроводів (за аналогією з асинхронним двигуном з порожнистим ротором і лінійним двигуном з смуговим або циліндричним тонкостінним трубчастим ротором). В результаті утворюються: сили обертання, що створюють крутячий момент М (Фіг.5), що викликає обертання деталі навколо осі О-О; сили Fт, що створюються осьовими рядами осердь з котушками, які прагнуть насунути деталь на установлювальну поверхню, притиснути деталь; сили Fпм, відштовхування деталі від полюсних наконечників, тобто підіймальна магнітна сила, що приводить до утворення осьової магнітної сили Fом, яка прагне зсунути деталь в бік протилежний дії тягового зусилля Fт. Підключенням тиску живлення до отвору 13 забезпечується підведення стислого повітря до комбінованої аеростатичної опори (газовому підшипнику), що приводить до утворення підіймальної пневматичної сили Fпп, що створює осьову пневматичну силу Fоп, яка прагне зсунути деталь у бік меншого діаметра Dd.min і сприяє утворенню радіального зазора d (Фіг.1), тобто відриву деталі від установлювальної поверхні. 5 Підтримкою рівності діючих на деталь сил Fом+Fоп=Fт+Рx де Рx - осьова складова сили різання в напрямі подачі snp, при заданій величині радіального зазора d, що впливає на жорсткість позиціонування деталі в радіальному напрямі, тобто в напрямі дії сили різання Ру, забезпечується левітація деталі, що обробляється відносно установлювальної поверхні і її обертання без зсуву в осьовому напрямі. Таким чином, усуненням прямого механічного контакту деталі, що обробляється з установлюва 86466 6 льними і привідними елементами технологічного обладнання і оснащення, виключається перенесення теплових і силових деформацій, що сприяє підвищенню точності і якості обробки. Крім того, використання даного пристрою виключає необхідність наявності коробки швидкостей з електромеханічним приводом, так як його конструкція дозволяє здійснювати безступінчасте регулювання швидкості обертання деталі, а це дає можливість суттєво спростити конструкцію верстата. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 86466 8 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