Пристрій для нанесення регулярного мікрорельєфу

Реферат: Пристрій для нанесення регулярного мікрорельєфу включає токарно-гвинторізний верстат, в патроні якого встановлений привідний вузол. Привідний вузол включає втулку, пружину і привідний рифлений центр, пристрій для створення мікрорельєфу і ролики для заповнення западин мікрорельєфу латунню, які змонтовані в корпусі на супорті верстата, осцилюючий вузол, змонтований на пінолі задньої бабки верстата. Задня бабка верстата складається з веденого рифленого центру, маточини, копіра, виконаного у вигляді диска, робочий торець якого має синусоїдальну поверхню і упору. Пристрій для створення мікрорельєфу виконаний у вигляді лазерного генератора, встановленого в кульовій опорі на супорті верстата. Лазерний генератор оснащений електромагнітним збудником, жорстко закріпленим на корпусі. Якір корпуса шарнірно пов'язаний з лазерним генератором тягою, і обладнаний пристроєм регулювання амплітуди його коливань, який виконано у вигляді регулювальних упорних гвинтів. UA 113260 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ НАНЕСЕННЯ РЕГУЛЯРНОГО МІКРОРЕЛЬЄФУ UA 113260 U UA 113260 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до механообробки в машинобудуванні, а саме до пристроїв для створення мікрорельєфу, і може бути використана для створення регулярного мікрорельєфу на циліндричних поверхнях деталей для поліпшення умов змащування. Відомим аналогом є пристрій для нанесення регулярного мікрорельєфу на циліндричну поверхню, який виконаний на базі токарно-гвинторізного верстата, що містить привідний вузол, пристрій для нанесення мікрорельєфу і осцилюючий вузол. Привідний вузол виконано у вигляді шліцьової втулки і встановлений в патроні токарно-гвинторізного верстата. Пристрій для нанесення регулярного мікрорельєфу встановлений в різцетримачі верстата і виконаний у вигляді багатокулькового розкаточного інструменту. Пристрій включає шліцьовий вал, який сполучається з шліцьовою втулкою привідного вузла, нерухоме і рухоме кільце сепаратора з рухомим конусом, деформуючі елементи, які виконані у вигляді кульок, регулюючі гвинти, шпонку, палець, корпус розкатника з дернуючою поверхнею та байонет із стопором. У пінолі задньої бабки встановлений осцилюючий вузол, що включає вал осцилятора, маточину, рухомий упор з шарикопідшипником, корпус осцилятора, копір, виконаний у вигляді похилого кругового паза, в який входить шарикопідшипник рухомого упору і задню кришку осцилятора з конусом Морзе 20 (Устройство для нанесения регулярного микрорельефа методом виброраскачивания / Черновол М.И., Наливайко В.М. декларационный патент № 99010212 МКИ В24В 39/00/, Опубл. 15.02.2001, бюл. № 1). Циліндричну заготовку закріплюють в спеціальний пристрій, змонтований в різцетримачі токарно-гвинторізного верстата. Знімний багатокульковий розкатник встановлюють всередину заготовки так, щоб кінець вала заходив в шліцьову втулку, а кульки розміщувалися праворуч від оброблюваної поверхні. У такому положенні розкатник байонетом з'єднується з валом осцилюючого вузла. Регулювальний гвинт нерухомого кільця сепаратора штовхає конус, який переміщає кульки розкаточного інструменту до внутрішньої поверхні деталі на глибину накатування мікроканавки і утримує їх в процесі обробки. Регулюючим гвинтом, який пов'язаний з рухомим кільцем сепаратора, здійснюють налагодження пристрою відповідно до довжини оброблюваної деталі. Під час обертання шпинделя верстата обертальний рух передається шліцьовій втулці, багатокульковому розкатнику та валу осцилятора із суміжним копіром. Шарикопідшипник рухомого упору входить в похилий паз копіра і всі деталі, окрім шліцьової втулки, здійснюють осцилюючі рухи уздовж осі заготовки, якій передається рух подачі. Накладення обертального і зворотно-поступального рухів деформуючих елементів і поступове переміщення заготовки забезпечують створення кульками розкаточного інструменту регулярного мікрорельєфу. При цьому мікрорельєф буде виконаний у вигляді мікроканавок з сферичною гладкою поверхнею, траєкторія яких має вигляд гвинтової поверхні і синусоїди першого порядку. При дорнуванні заготовка і супорт переміщаються уздовж дорну, при цьому шпиндель верстата не обертається. Поверхня твірної дорна калібрує розкатану поверхню, внаслідок цього канавки мікрорельєфу деформуються, утворюючи кишені. Недоліком аналога є складність його конструкції. Мікрорельєф пристрою має низьку мастилоємність, оскільки може бути отриманий у вигляді суми двох траєкторій накатувального інструменту. Форма мікрорельєфу представлена гладкими канавками, що сприяє поганій затримці мастила на їх поверхні. Пристрій призначений для нанесення мікрорельєфу тільки на внутрішні поверхні заготовки і не може бути використаний для нанесення мікрорельєфу на зовнішні циліндрові поверхні. Як показує практика, під час накатування відбувається пробуксування кульок і на поверхні мікроканавок утворюватимуться задирки. Такі ж задирки будуть утворюватися при повторному проході кульок по обробленій поверхні. Ці задирки будуть порушувати роботу обробленої деталі під час її роботі в парі тертя. Відомий пристрій не універсальний, оскільки дорн необхідно виготовляти під кожен новий оброблюваний діаметр отвору. Пристрій не може бути використаний для обробки загартованих деталей і деталей з твердих сталей. Найближчим аналогом до корисної моделі є пристрій для нанесення регулярного мікрорельєфу (Комбинированный метод обработки поверхностей трения / М.И. Черновол, И.В. Шепеленко, Варума Арифа / Техника в сельскохозяйственном производстве, отраслевое машиностроение, автоматизация. - 2011. - № 24. - С. 13-38.). Відомий пристрій для нанесення регулярного мікрорельєфу включає токарно-гвинторізний верстат, в патроні якого встановлений привідний вузол, що включає втулку, пружину і привідний рифлений центр, пристрій для створення мікрорельєфу, виконаний у вигляді багатокулькового накатника, і ролики для заповнення западин мікрорельєфу, які змонтовані в корпусі на супорті верстата, осцилюючий вузол, змонтований на пінолі задньої бабки верстата, що складається з 1 UA 113260 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 веденого рифленого центру, маточини, копіра, виконаного у вигляді диска, робочий торець якого має синусоїдальну поверхню, і упору. Під час роботи пристрою заготовку закріплюють у привідному рифленому центрі. Рух від шпинделя верстата через втулку і привідний рифлений центр передається на деталь, ведений рифлений центр, маточину і копір. Кульки багатокулькового накатника втискаються в поверхню оброблюваної деталі і виконують накатування на ній мікрорельєфу. При цьому мікрорельєф буде отриманий у вигляді гладких мікроканавок сферичної форми. Під час обертання патрону рух від оброблюваної деталі через ведений рифлений центр передається на маточину і копір з синусоїдальною робочою поверхнею. Копір, що підтискається пружиною через оброблювану деталь до упору його синусоїдальною робочою поверхнею задає деталі зворотно-поступальні рухи уздовж її подовжньої осі (осциляцію). На поверхні деталі, що здійснює осциляцію і обертання багатокульковим накатником, який рухається поступально, наноситься регулярний мікрорельєф. Мікрорельєф представлений сумою двох траєкторій мікроканавок - у вигляді гвинтової поверхні, що формується обертальним рухом заготовки і рухом подачі супорта верстата, і синусоїдальною кривою. Синусоїдальна траєкторія формується відносно першої гвинтової траєкторії обертальним рухом оброблюваної деталі і її осцилюючим рухом. Мікрорельєф змочують технологічною рідиною (гліцерином), а потім, шляхом використання явища перенесення металу при терті, здійснюється заповнення западин мікрорельєфу матеріалом роликів - латунню. Регулярний мікрорельєф, отриманий відомим пристроєм, має низьку мастилоємність, оскільки може бути отриманий у вигляді суми лише двох траєкторій руху накатувального інструменту. Форма мікрорельєфу представлена гладкими канавками циліндричної форми, що сприяє поганій затримці мастила на їх поверхні. Під час пробуксовки накату вальних кульок та при їх повторному проході на поверхні мікроканавок будуть утворюватися задирки. Пристрій не може бути використаний для обробки загартованих деталей, а також деталей з твердих сталей. Відомий пристрій неможливо використовувати для створення мікрорельєфу на фасонних циліндрових поверхнях, наприклад зубчатих, рифлених або шліцьових поверхнях. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення конструкції пристрою для нанесення регулярного мікрорельєфу за рахунок збільшення мастилоємності мікрорельєфу, що отримується під час його використання, шляхом оснащення пристрою лазерним генератором з електромагнітним збудником і пристроєм для регулювання амплітуди коливань генератора Це дозволяє раціонально змінити форму перерізу канавок мікрорельєфу, що дозволяють краще утримувати мастило, і збільшити їх сумарну довжину шляхом формування додаткових синусоїдальних траєкторій мікрорельєфу. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для нанесення регулярного мікрорельєфу, що включає токарно-гвинторізний верстат, в патроні якого встановлений привідний вузол, що включає втулку, пружину і привідний рифлений центр, пристрій для утворення мікрорельєфу і ролики для заповнення западин мікрорельєфу латунню, які змонтовані в корпусі на супорті верстата, осцилюючий вузол, змонтований на пінолі задньої бабки верстата, що складається з веденого рифленого центру, маточини, копіру, виконаного у вигляді диска, робочий торець якого має синусоїдальну поверхню, і упору, згідно з корисною моделлю, пристрій для створення мікрорельєфу виконаний у вигляді лазерного генератора, встановленого в кульовій опорі на супорті верстата, при цьому лазерний генератор оснащений електромагнітним збудником, жорстко закріпленим на корпусі, якір якого шарнірно пов'язаний з лазерним генератором тягою, і обладнаний пристроєм регулювання амплітуди його коливань, який виконано у вигляді регулювальних упорних гвинтів. Для створення додаткової траєкторії канавок мікрорельєфу і, за рахунок цього, збільшення його мастилоємності, а також для підвищення надійності конструкції пристрою вісь диска копіра розташована під гострим кутом по відношенню до осі шпинделя токарно-гвинторізного верстата, а лазерний генератор оснащений контактною планкою з кронштейном, при цьому електромагнітний збудник виконаний у вигляді U-подібного електромагніту і розташований на торці лазерного генератора з можливістю взаємодії його з контактною планкою, а пристрій для регулювання коливань виконаний у вигляді ексцентрика, розташованого на осі з можливістю його упору в кронштейн контактної планки. Корисна модель пояснюється кресленнями, де зображено на фіг. 1 представлений загальний вигляд пристрою, що дозволяє отримати мікрорельєф з трьома траєкторіями мікроканавок, на фіг. 2 - вигляд А на фіг. 1, на фіг. 3 - форма мікроканавок, що отримуються за допомогою лазерного генератора, на фіг. 4 - траєкторії мікроканавок, що отримуються пристроєм, представленому на фіг. 1, на фіг. 5 - загальний вигляд пристрою, що дозволяє 2 UA 113260 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 отримати мікрорельєф з чотирма траєкторіями мікроканавок, на фіг. 6 - вигляд Б на фіг. 5, на фіг. 7 - траєкторії мікроканавок, що отримуються пристроєм, який представлено на фіг. 5. Пристрій для нанесення регулярного мікрорельєфу (фіг. 1) виконано на базі токарногвинторізного верстата, в патроні якого встановлений приводний вузол, що включає втулку 1, пружину 2 і приводний рифлений центр 3, пристрій для створення мікрорельєфу, який виконано у вигляді лазерного генератора 4, і роликів 5 для заповнення западин мікрорельєфу латунню, що змонтовані в корпусі 6 на супорті 7 верстата. Осцилюючий вузол 8, змонтований на пінолі 9 задньої бабки верстата, що складається з веденого рифленого центру 10, маточини 11, копіра 12, виконаного у вигляді диска, робочий торець якого має синусоїдальну поверхню, і упору 13. Синусоїда, яка створює синусоїдальну поверхню, виконана із змінною амплітудою. Амплітуда синусоїди збільшується від центру диска копіра 12 до його периферії. Упор 13 виконано з можливістю його переміщення в радіальному напрямі маточини 11 копіра 12 за допомогою гвинта. Лазерний генератор 4 встановлений в кульовій опорі 14 на супорті 7 верстата. При цьому лазерний генератор 4 оснащений електромагнітним збудником 15 (фіг. 2), що жорстко закріплений на корпусі 6, якір 16 якого шарнірно пов'язаний з лазерним генератором 4 тягою 17, і обладнаний пристроєм регулювання амплітуди його коливань, виконаним у вигляді регулювальних упорних гвинтів 18. Для створення додаткової траєкторії канавок мікрорельєфу і, за рахунок цього, збільшення його мастилоємности, а також для підвищення надійності роботи конструкції пристрою (фіг. 5) вісь маточини 11 копіра 12 розташована під гострим кутом α по відношенню до осі шпинделя токарно-гвинторізного верстата. При цьому лазерний генератор 4 (фіг. 6) оснащений контактною планкою 19 з кронштейном 20, а електромагнітний збудник виконаний у вигляді Uподібного електромагніту 21 і розташований на корпусі 6 в торці лазерного генератора 4 з можливістю взаємодії його з контактною планкою 19. Причому пристрій для регулювання коливань виконано у вигляді ексцентрика 22, який розташований на осі 23 з можливістю його упору в кронштейн 20 контактної планки 19. Пристрій працює таким чином. Під час включення приводу головного обертального руху токарно-гвинторізного верстата обертання від патрона через шліцьову втулку 1 і привідний центр 3 передається на оброблювану деталь. Від деталі обертання передається через ведений рифлений центр 10 на маточину 11 і копір 12, робочий торець якого має синусоїдальну поверхню. При цьому копір 12, що підтискається пружиною 2 через оброблювану деталь до упору 13, починає здійснювати зворотно-поступальні рухи уздовж подовжньої осі деталі. При включенні приводу подовжньої подачі верстата одночасно включають лазерний генератор 4 і електромагнітний збудник 15. Зворотно-поступальні рухи якоря 16 збудника 15 через тягу 17 перетворяться в коливальні рухи лазерного генератора 4 щодо кульової опори 14. При цьому лазерний промінь, що генерується лазерним генератором 4, також коливається щодо кульової опори 14 по утворюючій поверхні оброблюваної деталі. На поверхні деталі, що здійснює осциляцію та обертання, наноситься регулярний мікрорельєф мікроканавок (фіг. 3). Мікроканавки, що пропалюються на поверхні оброблюваної деталі, мають безліч мікронерівностей, а також вузькі щілини, які дозволяють краще утримувати мастило і, за рахунок цього, забезпечують збільшення їх мастилоємності. Мікрорельєф мікроканавок наноситься за трьома траєкторіями (фіг. 4). Траєкторія І має вигляд гвинтової лінії і забезпечується обертальним рухом заготовки і приводом подовжньої подачі супорта із закріпленим на ньому пристроєм для створення мікрорельєфу. Траєкторія II забезпечується рухом осциляції оброблюваної деталі за рахунок обкатування копіра 12 по упору 13. Амплітуда цих траєкторій регулюється шляхом переміщення упору 13 в радіальному напрямі маточини 11 копіру 12. Траєкторія III забезпечується коливаннями лазерного генератора 4 щодо кульової опори 14. Амплітуда цих коливань регулюється упорними гвинтами 18. Отримана траєкторія мікрорельєфу має збільшену довжину мікроканавок за рахунок створення їх додаткових траєкторій і, таким чином, забезпечує збільшення мастилоємності мікрорельєфу, що наноситься. Після нанесення регулярного мікрорельєфу поверхню обробленої деталі змочують технологічною рідиною (гліцерином), а потім, шляхом використання явища перенесення металу при терті, здійснюється часткове заповнення западин мікрорельєфу антифрикційним матеріалом роликів 5 - латунню. Під час створення додаткової траєкторії канавок мікрорельєфу, а також для підвищення надійності роботи конструкції пристрою (фіг. 5) вісь маточини 11 копіра 12 розташовують під гострим кутом α по відношенню до осі шпинделя токарно-гвинторізного верстата. Лазерний генератор 4 (фіг. 6) оснащують контактною планкою 19 з кронштейном 20, а електромагнітний збудник виконують у вигляді U-подібного електромагніту 21 і розташовують на корпусі 6 на торці лазерного генератора 4 з можливістю взаємодії його з контактною планкою 19. Обертання 3 UA 113260 U 5 10 15 20 маточини 11 з копіром 12 осцилюючого пристрою дозволяє генерувати додаткову синусоїдальну траєкторію мікрорельєфу, який наноситься по чотирьох траєкторіях (фіг. 7). Траєкторія І має вигляд гвинтової лінії і забезпечується обертальним рухом заготовки і приводом подовжньої подачі супорта. Траєкторія II забезпечується рухом осциляції оброблюваної деталі за рахунок коливальних рухів маточини 11 при його обертанні. Амплітуда цих траєкторій залежить від кута нахилу α диска положення упору 13. Траєкторія III забезпечується рухом осциляції оброблюваної деталі за рахунок обкатки копіра 12 по упору 13. Амплітуда цих траєкторій регулюється шляхом переміщення упору 13 в радіальному напрямі диска 11 копіра 12. Траєкторія IV забезпечується коливаннями лазерного генератора 4 щодо кульової опори 14. Ці коливання генеруються U-подібним електромагнітом 21 при подачі не його змінної напруги. При цьому електромагніт по черзі притягає лівий і правий контакти контактної планки 19 і, таким чином, по черзі повертає лазерний генератор 4 щодо кульової опори 14 (фіг. 7, показано стрілками). Амплітуду цих коливань регулюють шляхом повороту осі 23 і ексцентрика 22, встановлюючи необхідний зазор щодо кронштейна 20 Пропонований пристрій дозволяє наносити регулярний мікрорельєф не тільки на гладкі циліндрові поверхні, але і на ребристі, шліцьові вали, зубчаті поверхні. Отриманий в результаті обробки регулярний мікрорельєф є чергуванням мікроканавок складної конфігурації, що дозволяють краще утримувати мастило, і плоских плато, що збільшують опорну довжину профілю. Отриманий пропонованим пристроєм мікрорельєф має підвищену мастилоємність і, за рахунок цього, дозволяє збільшити термін служби оброблених деталей, що працюють в парі тертя. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 1. Пристрій для нанесення регулярного мікрорельєфу, що включає токарно-гвинторізний верстат, в патроні якого встановлений привідний вузол, що включає втулку, пружину і привідний рифлений центр, пристрій для створення мікрорельєфу і ролики для заповнення западин мікрорельєфу латунню, які змонтовані в корпусі на супорті верстата, осцилюючий вузол, змонтований на пінолі задньої бабки верстата, що складається з веденого рифленого центру, маточини, копіра, виконаного у вигляді диска, робочий торець якого має синусоїдальну поверхню і упору, який відрізняється тим, що пристрій для створення мікрорельєфу виконаний у вигляді лазерного генератора, встановленого в кульовій опорі на супорті верстата, при цьому лазерний генератор оснащений електромагнітним збудником, жорстко закріпленим на корпусі, якір якого шарнірно пов'язаний з лазерним генератором тягою, і обладнаний пристроєм регулювання амплітуди його коливань, який виконано у вигляді регулювальних упорних гвинтів. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вісь диска копіра розташована під гострим кутом по відношенню до осі шпинделя токарно-гвинторізного верстата, а лазерний генератор оснащений контактною планкою з кронштейном, при цьому електромагнітний збудник виконаний у вигляді U-подібного електромагніту і розташований на торці лазерного генератора з можливістю взаємодії його з контактною планкою, а пристрій для регулювання коливань виконаний у вигляді ексцентрика, розташованого на осі з можливістю його упору в кронштейн контактної планки. 4 UA 113260 U 5 UA 113260 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6