Устройство для вибрационной обработки на токарных станках
Устройство для вибрационной обработки на токарных станках относится к области машиностроения, в частности к конструкциям устройств токарной обработки деталей. Устройство для вибрационной обработки изделий содержит общую плиту, на которой смонтированы на котором смонтированы электрический магнит переменного тока, регулятор частоты и амплитуды, тяга, соединяющая электромагнит с резцедержателем, который установлен на плите на резинометаллических опорах. Новым в устройстве является то, что частота колебаний инструмента изменяется посредством электромагнита переменного тока, частота и амплитуда колебаний которого регулируется с помощью преобразователя. Достигаемый при этом технический результат: отсутствие передаточных механизмов в виде передаточных механизмов в виде валов и эксцентриков позволяет повысить надежность конструкции; возможность регулирования амплитуды колебаний; увеличение жесткости конструкции устройств позволяет увеличить точность обработки детали.
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к конструкциям станков токарной обработки деталей.
Известна конструкция устройства предназначенного для виброрезания состоящего из пластинчатой пружины, играющей роль упругого звена, ограничение амплитуды достигается за счет нелинейной характеристики рабочей пружины и обеспечивается наличием зазора и одностороннего упора [1]. Вибратор по амплитуде реализуется за счет изменения жесткости пружины (заменой). Вибратор имеет две регулировки по частоте: грубую - сменной пластинчатой пружиной и точную - изменением массы качающейся части и регулировкой положения ползуна.
Недостатком известного устройства является то, что он устойчиво работает лишь в том случае, если будет предварительно выведен из положения равновесия ударом, сложностью регулировки частоты, необходимостью иметь дополнительные сменные грузы и пластины.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка для виброрезания с вынужденными колебаниями [2]. Устройство состоит из электродвигателя с преобразователем частоты, вибратора механического типа и резцедержателя, смонтированных на одной плите [2].
Электродвигатель является энергетическим источником колебаний. От него вращение через передачу передается на вибратор. Основными деталями вибратора являются эксцентриковый вал, размещенный в корпусе на подшипниковых опорах и надетая на него эксцентриковая втулка. Амплитуда колебаний резца регулируется плавно с помощью преобразователя частоты.
Недостатком прототипа является его низкая надежность, обусловленная наличием вращающихся трущихся элементов
Сущность полезной модели заключается в том, резцедержатель, установленный на плите на резинометаллических опорах приводится в
движение электромагнитом переменного тока с устройством регулирования частоты и амплитуды [4], соединенным с ним посредством тяги
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является - повышение надежности за счет уменьшения количества элементов устройства подверженных износу.
Признаки, отличительные от прототипа, выражаются следующей совокупностью: в качестве привода используется, установленный на одной плите с устройством электромагнит переменного тока с устройством регулирования частоты и амплитуды, соединенный с резцедержателем посредством тяги.
На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 - схема управления электромагнитом.
Устройство содержит электрический магнит переменного тока 1, регулятор частоты и амплитуды 2, тягу 3, резцедержатель 4, резинометаллические опоры 5, опорную плиту 6.
Схема управления содержит регулируемый генератор синусоидального сигнала G, регулятор амплитуды R, усилитель А, электромагнит YA.
Устройство работает следующим образом:
Колебания от электромагнита 1, связанного с резцедержателем 4, посредством тяги 3 передаются на резцедержатель, который установлен на опорной плите 6 на резинометаллических опорах 5.
Схема управления функционирует следующим образом: напряжение с регулируемого по частоте генератора (G) подается на регулятор амплитуды (R), а затем поступает на вход усилителя (А). С выхода усилителя напряжение поступает на электромагнит (YA).
Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемой конструкции устройства и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия."
Применение предлагаемой конструкции имеет следующие преимущества:
1. использование в качестве привода электромагнита позволяет полностью избавиться от передаточных механизмов в виде валов и эксцентриков.
2 использование привода регулируемого по частоте и амплитуде позволяет оптимально управлять процессом обработки, что позволяет повысить точность и качество обработки;
3 простота и малые габариты схемы управления, позволяют отказаться от использования шкафа управления, разместив пульт непосредственно на плите, а современная элементная база, позволяет выполнить дистанционный пульт управления беспроводным;
Моделирование процесса управления обработкой на подобном устройстве с использованием системы MATLAB 6 показало достаточную эффективность подобного варианта реализации конструкции устройства [3].
Источники информации
1. Подураев В.М. Обработка резанием с вибрациями. Подураев В.М. М, «Машиностроение», 1970, 350 с.
2. Пат. 2212309 РФ, МКИ 7 В 23 В 25/100. Устройство для вибрационного резания. / А.П.Сергиев, Е.Г.Швачкин. - Опубл. 20.09.2003, Бюл. №26.
3. Дьяконов В.Ф., Круглов В.В. Математические пакеты расширения MATLAB. Специальный справочник. СПб., Питер: 2001, 480 с.
4. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию (4-е изд. перераб. и доп.) / Серия «Справочники». Ростов н/Д: Феникс, 2003 403 с. ил.
Устройство для вибрационной обработки на токарных станках, содержащее плиту и резцедержатель, установленный на резинометаллических опорах, отличающееся тем, что в качестве привода используется, установленный на одной плите с устройством электромагнит переменного тока с устройством регулирования частоты и амплитуды, соединенный с резцедержателем посредством тяги.
