PL190467B1 - Głowica do mikrowygładzania otworów foliowymi taśmami ściernymi - Google Patents

Abstract

1. Glowica do mikrowygladzania otrworów foliowymi tasmami sciernymi, majaca uklad przesuwu folii sciernej w postaci dwóch walków o równoleglych osiach, z których jeden jest walkiem nawijajacym, a drugi wal- kiem odwijajacym, oraz rolki dociskowej, znamienna tym, ze ma wspornik (1 ) w po- staci korpusu, na spodzie którego umocowa- ny jest prostopadle wysiegnik (2 ), korzystnie cylindryczny, na koncu którego znajduje sie korpus (10) koncówki roboczej (4), przy czym na wsporniku (1 ), znajduje sie zespól napedowy (5), korzystnie elektryczny, któreg o w a l n a p e d o w y s p r z e g n i e t y j e s t z l o z y - skowanym wewnatrz wysiegnika (2 ) - pretem napedowym (2 2 ), polaczonym dalej przez przekladnie równolegla z walkiem nawijaja- cym (1 2 ), osadzonym w korpusie (1 0 ) kon- cówki roboczej. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest głowica do mikrowygładzania otworów foliowymi taśmami ściernymi.

Znane są głowice do wygładzania oscylacyjnego foliami ściernymi powierzchni zewnętrznych. Budowane są one dla szerokości folii od 12,7 mm do ponad 200 mm. Jako narzędzie wykorzystywane są folie ścierne, w któiych ziarna ścierne nakładane są metodą elektrostatyczną lub grawitacyjną na poliestrowy nośnik. Folie ścierne charakteryzują się szczególną regularnością rozłożenia ziaren na powierzchni oraz wyjątkowo małą różnicą wysokości wierzchołków ziaren w pojedynczej warstwie ściernej.

Głowice obróbkowe montowane są na suportach poprzecznych tokarek uniwersalnych. Wcześniej demontuje się imak nożowy z suportem narzędziowym tokarki. Budowane są również specjalizowane obrabiarki do dogładzania oscylacyjnego foliami ściernymi, wyposażone w stosowne głowice. Głowice mają dwie rolki o równoległych, poziomych osiach, z których rolka nawijająca jest napędzana mechanicznie.

Szpula nowej, czystej folii nałożona jest na rolkę odwijającą, umożliwiającą odwijanie się taśmy. Początek folii ze szpuli przełożony jest przez rolkę dociskową i przymocowany do powierzchni rolki nawijającej, na którą nawija się folia po wykonaniu obróbki. Rolka dociskowa umocowana jest obrotowo na końcówce tłoczyska pneumatycznego lub sprężynowego siłownika, połączonego z poprzecznie ułożonym, pneumatycznym lub elektromagnetycznym

7ł/-\ón« i λ *·« i mi ·» Λ+11 /Ί»Ί ΩΠΆ .

UVUU Z-, VVll Ali Ulu i-. V» IO iuz,<4uz,oinciii uacyiat/jjujni.

tym ruchem głowicy umieszczonej na suporcie tokarki i liniowym przesuwem folii oraz jej ruchem oscylacyjnym, daje złożony tor ziaren ściernych, co korzystnie wpływa na jakość powierzchni obrobionej. Uwzględniając możliwość zmiany siły docisku folii do powierzchni obrabianej oraz możliwość stosowania kolejno folii różnych typów, o różnym materiale ziaren oraz malejącej wielkości ziaren, można uzyskiwać powierzchnie o bardzo wysokiej gładkości. Szerokie jest spektrum materiałów obrabianych od metali, węglików spiekanych, materiałów elektronicznych niemetalowych do materiałów kompozytowych, tworzyw sztucznych, itd.

190 467

Głowice można stosować do obróbki powierzchni walcowych i stożkowych oraz płaskich powierzchni czołowych.

Znane są także obrabiarki i narzędzia do wygładzenia oscylacyjnego (superfmiszu) otworów przy użyciu osełek ściernych. Osełki umieszczone są wzdłuż tworzących walcowego korpusu głowicy do gładzenia, w prowadnicach umożliwiających ich promieniowy przesuw dla zmian średnicy i wywarcia docisku do powierzchni obrabianego otworu. Docisk ten realizowany jest w sposób ciągły w czasie obróbki lub okresowo, po zatrzymaniu obrotów głowicy. Ruch obrotowy, posuwowy i oscylacyjny wykonuje najczęściej narzędzie umieszczone na końcówce wrzeciona obrabiarki. Złożenie tych ruchów roboczych powoduje występowanie na obrabianej powierzchni otworu sinusoidalnych śladów obróbki nałożonych na linie śrubowe. Przy uwzględnieniu zmian zwrotu ruchu posuwowego ślady obróbki będą się przecinać zgodnie z prawo i lewoskrętnymi liniami śrubowymi. Przecinające się tory ziaren ściernych tworzą charakterystyczną siatkę na powierzchni otworu, która nadaje specyficzne, korzystne cechy użytkowe powierzchni. Podstawowymi problemami wygładzenia oscylacyjnego otworów osełkami ściernymi jest dobór ich własności fizyko-mechanicznych, każdorazowe dopasowanie kształtu czynnej powierzchni osełek do powierzchni otworu, konieczność usuwania produktów obróbki i okresowe ostrzenie i kształtowanie powierzchni czynnej.

Głowica według wynalazku, mająca układ w postaci dwóch wałków przesuwu folii ściernej o równoległych osiach, z których jeden jest wałkiem nawijającym, a drugi wałkiem odwijającym, oraz rolki dociskowej, charakteryzuje się tym, że ma wspornik w postaci korpusu, na spodzie którego umocowany jest prostopadle wysięgnik, korzystnie cylindryczny, na końcu którego znajduje się korpus końcówki roboczej, przy czym na wsporniku, znajduje się silnik napędowy, korzystnie elektryczny, którego wał napędowy sprzęgnięty jest z - łożyskowanym wewnątrz wysięgnika - prętem napędowym, połączonym dalej przez przekładnię równoległą z wałkiem nawijającym osadzonym w korpusie końcówki roboczej.

Korzystne rozwiązanie głowicy charakteryzuje się tym, że cylindryczny wysięgnik ma na końcu wysuwną tuleję, z którą suwliwie - przez kilka prowadników cylindrycznych - połączony jest korpus końcówki roboczej, przy czym wewnątrz wysięgnika znajduje się drugi łożyskowany pręt napędowy, z jednej strony połączony poprzez sprzęgło z silnikiem napędowym, korzystnie elektrycznym, a z drugiej strony - wewnątrz tulei - mający obrotowy dociskacz, współpracujący z popychaczem połączonym z korpusem końcówki roboczej.

Kolejne korzystne rozwiązanie polega na tym, że znajdujące się na korpusie końcówki roboczej widełki, połączone są ze sprężyną płaską, przymocowaną do wystających elementów korpusu.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w dwóch przykładach wykonania na rysunkach, na których fig. 1, 2, 3 i 4 przedstawiają widoki obu głowic, natomiast fig. 5-8 - głowicę według pierwszego przykładu wykonania, a fig. 9-12 - głowicę według drugiego przykładu wykonania. Fig. 1 przedstawia głowicę w widoku z przodu, fig. 2 - głowicę w widoku od strony przedmiotu obrabianego, fig. 3 - głowicę według pierwszego przykładu w widoku z góry, a fig. 4 - głowicę według drugiego przykładu w widoku z góry. Fig. 5 przedstawia schemat kinematyczny pierwszej głowicy na rzucie poziomym, fig. 6 - schemat kinematyczny pierwszej głowicy na rzucie z boku, a fig. 7 i 8 - schematy kinematyczne na pionowych przekrojach odpowiednio przez wałki napędowe i rolki prowadzące foliową taśmę ścierną. Fig. 9 przedstawia schemat kinematyczny drugiej głowicy na rzucie poziomym, fig. 10 - schemat kinematyczny drugiej głowicy na rzucie z boku, a fig. 11 i 12 - schematy kinematyczne na pionowych przekrojach odpowiednio przez wałki napędowe i rolki prowadzące foliową taśmę ścierną.

Głowica zbudowana jest ze wspornika 1, wysięgnika 2, końcówki roboczej 4, zespołu ___c 7 ϊχ c ~~in4 λ-u---~— n najjęuu pt^cauwu ium j. *-> ohjuiiviviu x/v mopmu jcot ζχχοιιανζ. tiCKU,γνζχΐιγ /, umożliwiający regulację prędkości przesuwu foliowej taśmy ściernej 49 o szerokości bf (fig. 1). Przedmiot obrabiany przedstawia obrotowa tuleja 8. Głowica jest mocowana w imaku tokarki poprzez trzonek 9.

Jak pokazano na fig. 3 i 5, zespół napędu przesuwu folii 5, mający miniaturowy, podwójny motoreduktor R1 i R2 z silnikiem prądu stałego Ev, przymocowany jest do wspornika 1 śrubami 51 z podkładkami 62. Z drugiej strony wspornika przymocowany jest wysięgnik 2 śrubami 50 z podkładkami 61 i ustalony kołkiem 64. Do czołowej powierzchni

190 467 wysięgnika 2 przymocowany jest korpus 10 końcówki roboczej 4 śrubami 74 i ustalony kołkiem 75. Pręt napędowy 22 połączony jest z końcówką motoreduktora zespołu 5 sprzęgłem 28 zamocowanym wkrętem dociskowym 56 do wałka motoreduktora. Moment obrotowy z wałka motoreduktora przeniesiony jest przez kształtowe połączenie końcówki pręta napędowego 22 z gniazdem sprzęgła 28. Pręt napędowy 22 przenosi moment obrotowy na centralnie umieszczony wałek zębaty 11 przez sprzęgło kształtowe rozłączne. Osiowy przesuw wałka 11 w otworze korpusu 10 ogranicza podkładka 40 i pierścień sprężysty 72.

Jak pokazano na fig. 7 dalej moment obrotowy jest przekazywany przez przekładnię zębatą na wałek zębaty 12, ułożyskowany ślizgowo w korpusie 10, na którym znajduje się od strony uzębienia podkładka 35, a od strony zewnętrznej pierścień 20 ustalony kołkiem 66 łożyskujący wałek 12 osiowo. Końcówka wałka 12 wychodząca poza pierścień 20 ma przecięcie o szerokości s dla wprowadzenia i utwierdzenia końcówki foliowej taśmy ściernej 49 oraz króciec gwintowany i nakrętkę 21 z kołnierzem, zabezpieczającą przed osiowym przesuwem folii. Symetrycznie do wałka 12 w korpusie 10 ułożyskowany jest ślizgowo wałek hamulca 13, mający identycznie zbudowaną część wychodzącą na zewnątrz jak wałek 12. Od strony wewnętrznej zaś znajdują się na wałku 13 podkładki metalowe 36 i 38, między którymi jest podkładka podatna 37 i dwie nakrętki 58, umożliwiające regulację momentu hamowania czystej foliowej taśmy ściernej 49, nawiniętej na końcówce wałka 13.

W korpus 8 (fig. 8) wciśnięte są dwa trzpienie 33, rozmieszczone symetrycznie, na które nałożono obrotowo rolki prowadzące 34 i zabezpieczono przed przesunięciami osiowymi nakrętkami 60 z podkładkami 44. Wkręty 69 zabezpieczają trzpienie 33 przed przemieszczeniami. Układ rolek służy do prowadzenia foliowej taśmy ściernej 49 w płaszczyźnie jej przesuwu.

Do wystających słupków korpusu 10 przymocowana jest sprężyna 32 wkrętami 52 (fig. 6) z podkładkami 63 i ustalona kołkami 68, do której przymocowane są centralnie widełki 31 wkrętami 53 z podkładkami 63, a w nich znajduje się obrotowa rolka dociskowa 48 0 bieżni wykonanej z elastomeru o znanej podatności na metalowej osi. Siła dociskająca foliową taśmę ścierną 49 do powierzchni obrabianego otworu przedmiotu 8 odkształca sprężynę 32 i rolkę dociskową 48, tworząc strefę kontaktu o szerokości zależnej od wartości siły i podatności rolki.

Przedmiot obrabiany 8 otrzymuje ruch obrotowy z prędkością n od wrzeciona tokarki. Głowica otrzymuje ruch posuwowy dwustronny z prędkością v_p od suportu tokarki. Folia ścierna 49 otrzymuje ruch przesuwu z prędkością v/od wałka 12, (obracającego się z prędkością rif). W wyniku przemieszczenia głowicy z suportem poprzecznym tokarki o wartość Ay, folia ścierna 49 jest dociskana do powierzchni obrabianego otworu 8 elastyczną rolką 48 i sprężyną 32. Na skutek złożenia ruchów przedmiotu, głowicy oraz folii na powierzchni obrabianej uzyskuje się śrubowy tor ruchu ziaren ściernych. Zmiana zwrotu posuwu Vp powoduje zmianę kierunku linii śrubowej i korzystne przecinanie się śladów obróbki.

Proces obróbki może przebiegać na sucho lub z użyciem chłodziwa, podawanego na folię ścierną blisko strefy obróbki. Głowica umożliwia obróbkę powierzchni otworów walcowych, stożkowych i kształtowych, mocowanych w obrotowym uchwycie np. tokarki.

Jak pokazano w drugim przykładzie wykonania na fig. 4 i fig. 9-12, głowica zbudowana jest ze wspornika 1, wysięgnika 2, tulei 3, końcówki roboczej 4, zespołu napędu przesuwu taśmy 5 i zespołu napędu oscylacji 6 końcówki roboczej 4. Z silnikami Ev i Ea zespołów 5 i 6, połączony jest zasilacz elektryczny 7, umożliwiający regulację prędkości przesuwu foliowej taśmy ściernej 49 o szerokości bf (fig. 1) i regulację częstotliwości oscylacji końcówki roboczej. Przedmiot obrabiany przedstawia obrotowa tuleja 8. Głowica jest mocowana w imaku tokarki poprzez trzonek 9.

Jak pokazano na fig. 4 i 9, zespół napędu przesuwu taśmy 5, mający miniaturowy, podwójny motoreduktor R1 i R2 i silnik prądu stałego Ev, przymocowany jest do wspornika 1 śrubami 51 z podkładkami 62. Z drugiej strony wspornika przymocowany jest wysięgnik 2 śrubami 50 z podkładkami 61 i ustalony kołkiem 64. Do wysięgnika 2 przymocowana jest tuleja 3 wkrętami 54 i ustalona kołkiem 65. Korpus 10 końcówki roboczej 4 połączony jest suwliwie z tuleją 3 przez kilka prowadników 25 zabezpieczonych wkrętami 69, ze sprężynami 46, podkładkami 43 i nakrętkami 59. Przestrzeń między powierzchniami czołowymi tulei 3

190 467 i korpusu 10 osłonięta jest elastyczną osłonką 47. Pręt napędowy 22 połączony jest z końcówką wałka motoreduktora zespołU 5 sprzęgłem kształtowym 28 z wkrętem zaciskowym 56. Pręt napędowy 22 przenosi moment obrotowy na centralnie umieszczony wałek zębaty 11 przez sprzęgło kształtowe przesuwne i rozłączne. Osiowy przesuw wałka 11 w otworze korpusu 10 ogranicza podkładka 40 i pierścień osadczy sprężysty zewnętrzny 72.

Jak pokazano na fig. 11, moment obrotowy przekazywany jest dalej przez przekładnię zębatą na wałek zębaty 12, ułożyskowany ślizgowo w korpusie 10, na którym znajduje się od strony uzębienia podkładka 35, a od strony zewnętrznej pierścień 20 ustalony kołkiem 66, łożyskujące wałek 12 osiowo. Końcówka wałka 12 wychodząca poza pierścień 20 ma przecięcie o szerokości s dla wprowadzenia i utwierdzenia końcówki foliowej taśmy ściernej 49 oraz króciec gwintowany i nakrętkę 21 z kołnierzem zabezpieczającą przed osiowym przesuwem folii. Symetrycznie do wałka 12 w korpusie 10 ułożyskowany jest ślizgowo wałek hamulca 13 mający identycznie zbudowaną część wychodzącą na zewnątrz jak wałek 12. Od strony wewnętrznej zaś znajdują się na wałku 13 podkładki metalowe 36 i 38, między którymi jest podkładka podatna 37 i dwie nakrętki 58 umożliwiające regulację momentu hamowania czystej foliowej taśmy ściernej 49 nawiniętej na końcówce wałka 13.

Jak pokazano na fig. 4 i 9, zespół napędu oscylacji 6 mający miniaturowy pojedynczy motoreduktor R1 z silnikiem prądu stałego Ea, przymocowany jest do wspornika 1 identycznie jak zespół napędu przesuwu folii 5. Z końcówką wałka motoreduktora R1 połączony jest wałek koła zębatego przedniego 14 poprzez kształtowe sprzęgło 29 z wkrętem zaciskowym 56. Wałek koła 14 ułożyskowany jest we wsporniku 1 w łożyskach tocznych 70 zabezpieczonych pierścieniami osadczymi sprężystymi zewnętrznymi 72 i wewnętrznym 73 utwierdzonym w obsadzie przedniej 17 zamocowanej wkrętami 55 do wspornika. 1, Wałki kół zębatych pośredniego 15 i tylnego 16 łożyskowane w obsadach 18 i 19 i mocowane są identycznie jaik wałek koła 14. Z końcówki wałka koła zębatego tylnego 16 moment obrotowy przekazywany jest przez kształtowe sprzęgło 30 na pręt do napędu oscylacji 23 ułożyskowany w łożyskach tocznych 71 i 72 z podkładką 42, zabezpieczonych pierścieniami osadczymi sprężystymi zewnętrznymi 72 i wkrętką 41. Na gwintowanej części pręta 23 jest końcówka 26 z nakrętką 57 i pierścieniem dystansowym 45, która ma odsądzony kątowo czop dla łożyska tocznego 70. Na łożysku 70 osadzony jest ciasno dociskacz 27, który obracając się działa na popychacz 24, a ten na korpus 10 i wprawia go w ruch oscylacyjny.

W korpus 10 (fig. 12) wciśnięte są dwa trzpienie 33 rozmieszczone symetrycznie, na które nałożono obrotowo rolki prowadzące 34 i zabezpieczono przed przesunięciami osiowymi nakrętkami 60 z podkładkami 44. Układ rolek służy do prowadzenia foliowej taśmy ściernej 49 w płaszczyźnie jej przesuwu.

Do wystających słupków korpusu 10 (fig. 9) przymocowana jest sprężyna 32 wkrętami 52 z podkładkami 63 i ustalona kołkami 68, do której przymocowane są centralnie widełki 31 wkrętami 53 z podkładkami 63, a w nich znajduje się obrotowa rolka dociskowa 48 o bieżni wykonanej z elastomeru o znanej podatności na metalowej osi. Siła dociskająca foliową taśmę ścierną 49 do powierzchni obrabianego otworu przedmiotu 8 odkształca sprężynę 32 i rolkę dociskową 48 tworząc korzystną strefę kontaktu o szerokości 2a.

Przedmiot obrabiany 8 otrzymuje ruch obrotowy z prędkością n od wrzeciona tokarki. Głowica otrzymuje ruch posuwowy dwustronny z prędkością Vp od suportu tokarki. Folia ścierna 49 otrzymuje ruch przesuwu z prędkością vy od wałka 12 oraz ruch oscylacyjny z prędkością va (zależną od częstotliwości f i amplitudy A) od dociskacza 27 poprzez popychacz 24 i korpus 10 z jego elementami. W wyniku przemieszczenia głowicy z suportem poprzecznym tokarki o wartość Ay, folia ścierna 49 jest dociskana do powierzchni obrabianego otworu 8 elastyczną roiką 48 i sprężyną 32. Na skutek złozenia ruchów przedmiotu, głowicy oraz folii na powierzchni obrabianej uzyskuje się sinusoidalne tory ruchu ziaren ściernych nałożone na linie śrubowe. Zmiana zwrotu posuwu Vp powoduje zmianę kierunku linii śrubowej i korzystne przecinanie się śladów obróbki.

Proces obróbki może przebiegać na sucho lub z użyciem chłodziwa, podawanego na folię ścierną blisko strefy obróbki. Głowica umożliwia obróbkę powierzchni otworów walcowych, stożkowych i kształtowych, mocowanych w obrotowym uchwycie np. tokarki.

190 467

Fig.6

Fig.5

<£'

Fig.8 tt '

Fig.7

190 467

Fig.10

190 467

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Głowica do mikrowygładzania otworów foliowymi taśmami ściernymi, mająca układ przesuwu folii ściernej w postaci dwóch wałków o równoległych osiach, z których jeden jest wałkiem nawijającym, a drugi wałkiem odwijającym, oraz rolki dociskowej, znamienna tym, że ma wspornik (1) w postaci korpusu, na spodzie którego umocowany jest prostopadle wysięgnik (2), korzystnie cylindryczny, na końcu którego znajduje się korpus (10) końcówki roboczej (4), przy czym na wsporniku (1), znajduje się zespół napędowy (5), korzystnie elektryczny, którego wał napędowy sprzęgnięty jest z - łożyskowanym wewnątrz wysięgnika (2) - prętem napędowym (22), połączonym dalej przez przekładnię równoległą z wałkiem nawijającym (12), osadzonym w korpusie (10) końcówki roboczej.
2. 2. Głowica według zastrz. 1, znamienna tym, że cylindryczny wysięgnik (2) ma na końcu wysuwną tuleję (3), z którą suwliwie - przez kilka prowadników cylindrycznych (25) - połączony jest korpus (10) końcówki roboczej, przy czym wewnątrz wysięgnika (2) znajduje się drugi łożyskowany pręt napędowy (23), z jednej strony połączony poprzez sprzęgło (30) z zespołem napędowym (6), korzystnie elektrycznym, a z drugiej strony - wewnątrz tulei (3) - mający obrotowy dociskacz (27), współpracujący z popychaczem (24) połączonym z korpusem (10) końcówki roboczej.
3. 3. Głowica do mikrowygładzania oscylacyjnego według zastrz. 1, znamienna tym, że znajdujące się na korpusie (10) końcówki roboczej widełki (31), połączone są ze sprężyną płaską (32), przymocowaną do wystających elementów korpusu (10).