Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6584
(13) U
(46) 2010.10.30
(51) МПК (2009)
B 24B 31/00
(54) СТАНОК ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС С ТАНГЕНЦИАЛЬНЫМИ ЗУБЬЯМИ
(21) Номер заявки: u 20100094
(22) 2010.02.01
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аг-
рарный технический университет"
(BY)
(72) Авторы: Акулович Леонид Михайло-
вич; Сергеев Леонид Ефимович; Агей-
чик Валерий Александрович; Ермаков
Николай Иванович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение обра-
зования "Белорусский государственный
аграрный технический университет"
(BY)
(57)
Станок для магнитно-абразивной обработки конических колес с тангенциальными
зубьями, содержащий С-образную станину и магнитную систему, состоящую из проходя-
щего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на нижнем веду-
щем и верхнем прижимном дисках, первый из которых связан с приводом вращения
вокруг вертикальной оси, а второй - с приводом возвратно-поступательных перемещений
вдоль той же оси, который включает электродвигатель, направленный вниз вертикально
вал которого с помощью муфты соединен с вертикальным валом, прикрепленный к нижнему
Фиг. 1
BY6584U2010.10.30

2. BY 6584 U 2010.10.30
2
снизу к периферийной части плоского диска с пружиной растяжения вертикальный стер-
жень с присоединенным к его нижнему концу прижимным диском, отличающийся тем,
концу вала своей центральной частью под углом к горизонтальной плоскости круглый
плоский диск с возможностью изменения угла наклона его к горизонту и прижимаемый
что привод вращения ведущего диска выполнен с постоянно изменяющимся направлени-
ем, а сам ведущий диск имеет по центру своей верхней плоскости резьбовое отверстие, в
которое ввинчен выполненный из диамагнитного материала стержень, на который своим
центральным отверстием с плотной посадкой до упора в верхнюю плоскость ведущего
диска установлено прямозубое коническое колесо с внешним диаметром вершин зубьев
Dae, при этом ведущий диск выполнен диаметром Dae + 6…10 мм, a прижимной диск вы-
полнен диаметром Dae и имеет выполненную сферической радиусом R, равным величине
базового расстояния А конического колеса, нижнюю поверхность с центром, расположен-
ным на вертикальной оси ниже прижимного диска, причем к вертикальному стержню
привода возвратно-поступательных перемещений перпендикулярно его оси присоединен
горизонтальный стержень, входящий своим концом в закрепленные на станине прямоли-
нейные направляющие, проекция оси которых на плоскость, перпендикулярную оси вер-
тикального стержня, имеет с линией соединяющей точки пересечения оси прямолинейных
направляющих с перпендикулярной оси вертикального стержня плоскостью и точкой пе-
ресечения этой плоскости с осью вертикального стержня угол, равный углу наклона тан-
генциальных зубьев в среднем сечении конических колес в их горизонтальной проекции к
радиусам делительной окружности этого сечения в точке их пересечения, а проекция оси
направляющих на пересекающую ее вертикальную плоскость имеет минимальный угол
наклона к горизонтальной плоскости, равный 90° - δ,
где δ - угол делительного конуса конического колеса.
(56)
1. А.с. СССР 1030147, МПК B 24B 31/00, 1983.
2. Скойбеда А.Т. и др. Детали машин и основы конструирования. - Минск: Вышэйшая
школа, 2000. - C. 254-262, 408.
3. Андриенко Л.А. Детали машин. - М.: Издательство МГТУ имени Н.Э.Баумана, 2002. -
C. 302-305.
Полезная модель относится к чистовой обработке изделий ферро-абразивным порош-
ком (ФАП) в магнитном поле и может быть использована в различных отраслях машино-
строения при обработке рабочих поверхностей конических колес с тангенциальными
зубьями.
Известен станок для магнитно-абразивной обработки шариков [1], содержащий С-
образную станину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и
электромагнитных катушек, установленных на ведущем и прижимном дисках, первый из
которых связан с приводом вращения вокруг вертикальной оси, а второй - с приводом
возвратно-поступательных перемещений вдоль той же оси, причем на обращенных друг к
другу торцах дисков выполнены канавки полукруглого профиля, а в канавке каждого дис-
ка установлены вставка из диамагнитного материала, которые расположены поочередно
по обе стороны от оси симметрии полукруглого профиля канавки.
Такое устройство не позволяет производить качественную и производительную маг-
нитно-абразивную обработку рабочих поверхностей конических колес с тангенциальными
зубьями.
Задачей, которую решает полезная модель, является повышение качества и произво-
дительности магнитно-абразивной обработки рабочих поверхностей конических колес с
тангенциальными зубьями.

3. BY 6584 U 2010.10.30
3
Поставленная задача решается с помощью станка для магнитно-абразивной обработки
конических колес с тангенциальными зубьями, содержащего С-ообразную станину и маг-
нитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромагнитных ка-
тушек, установленных на нижнем ведущем и верхнем прижимном дисках, первый из
которых связан с приводом вращения вокруг вертикальной оси, а второй - с приводом
возвратно-поступательных перемещений вдоль той же оси, который включает электро-
двигатель, направленный вниз вертикально вал которого с помощью муфты соединен с
вертикальным валом, прикрепленную к нижнему концу вала своей центральной частью
под углом к горизонтальной плоскости круглый плоский диск с возможностью изменения
угла наклона его к горизонту (на фиг. не показано) и прижимаемый снизу к периферийной
части плоского диска с пружиной растяжения вертикальный стержень с присоединенным
к его нижнему концу прижимным диском, где привод вращения ведущего диска выполнен
с постоянно изменяющимся направлением, а сам ведущий диск имеет по центру своей
верхней плоскости резьбовое отверстие, в которое ввинчен выполненный из диамагнитно-
го материала стержень, на который своим центральным отверстием с плотной посадкой до
упора в верхнюю плоскость ведущего диска установлено прямозубое коническое колесо с
внешним диаметром вершин зубьев Dae, при этом ведущий диск выполнен диаметром
Dae + 6…10 мм, а прижимной диск выполнен диаметром Dae и имеет выполненную сфери-
ческой радиусом R, равным величине базового расстояния А конического колеса, ниж-
нюю поверхность с центром, расположенным на вертикальной оси ниже прижимного
диска, причем к вертикальному стержню привода возвратно-поступательных перемеще-
ний перпендикулярно его оси присоединен горизонтальный стержень, входящий своим
концом в закрепленные на станине прямолинейные направляющие, проекция оси которых
на плоскость, перпендикулярную оси вертикального стержня, имеет с линией соединяющей
точки пересечения оси прямолинейных направляющих с перпендикулярной оси верти-
кального стержня плоскостью и точкой пересечения этой плоскости с осью вертикального
стержня угол, равный углу наклона тангенциальных зубьев в среднем сечении конических
колес в их горизонтальной проекции к радиусам делительной окружности этого сечения в
точке их пересечения, а проекция оси направляющих на пересекающую ее вертикальную
плоскость имеет минимальный угол наклона к горизонтальной плоскости, равный 90° - δ,
где δ - угол делительного конуса конического колеса.
На фиг. 1 изображен общий вид станка, на фиг. 2 - вид В на фиг. 1.
Станок для магнитно-абразивной обработки конических колес с тангенциальными
зубьями содержит установленный с возможностью относительного перемещения на
С-образной станине 1 ведущий диск 2. Ведущий диск 2 имеет привод вращения вокруг
вертикальной оси с постоянно изменяющимся направлением, для чего он кинематически
связан с электродвигателем 3 с помощью присоединенного к нему через муфту 4 вала 5 с
кривошипом камня 6, размещенного с возможностью перемещения внутри паза располо-
женной в горизонтальной плоскости кулисы 7, прикрепленной своим концом к вертикаль-
ному валу 8, опирающемуся своим нижним концом на плоский упорный подшипник-
подпятник 9 [2, стр. 408], и закреплен на верхнем конце вала 8 с возможностью демонтажа
и замены на ведущий диск других размеров (на фиг. не показано). Прижимной диск 10
связан с механизмом возвратно-поступательных вертикальных перемещений, который
включает электродвигатель 11, направленный вниз вертикально, вал которого с помощью
муфты 12 соединен с вертикальным валом 13, прикрепленную к нижнему концу вала 13
своей центральной частью под углом к горизонтальной плоскости круглый плоский диск 14 с
возможностью изменения угла наклона его к горизонту (на фиг. не показано) и прижима-
емый снизу к периферийной части плоского диска 14 с пружиной растяжения 15 верти-
кальный стержень 16 с присоединенным к его нижнему концу прижимным диском 10.
Вертикальный стержень 16 имеет на своем верхнем конце сферический башмак 17 и воз-
можность возвратно-поступательных вертикальных перемещений относительно станины

4. BY 6584 U 2010.10.30
4
1, он выполнен с целью изменения его длины составным, причем его верхняя и нижняя с
закрепленным на ней снизу прижимным диском 10 части соединены друг с другом фикси-
рующими устройствами 18. Станок также имеет магнитную систему, которая содержит
установленную на прижимном диске-магнитопроводе 10 электромагнитную катушку 19 и
закрепленную на станине 1 вторую катушку 20, внутри которой размещена с возможно-
стью вращения ступица ведущего диска-магнитопровода 2. При этом катушки 19 и 20
установлены на магнитопроводящем ярме 21, проходящем через станину 1. Вокруг дисков
2 и 10 установлен закрепленный на ведущем диске 2 кожух 22, который ограждает рабо-
чую зону и служит для сбора эмульсии и отходов. Ведущий диск 2 имеет по центру своей
верхней плоскости резьбовое отверстие, в которое ввинчен выполненный из диамагнитно-
го материала стержень 23, на который своим центральным отверстием с плотной посадкой
до упора в верхнюю плоскость ведущего диска установлено прямозубое коническое коле-
со 24 с внешним диаметром вершин зубьев Dae, при этом ведущий диск 2 выполнен диа-
метром Dae + 6…10 мм, а прижимной диск 10 выполнен диаметром Dae и имеет
выполненную сферической радиусом R, равным величине базового расстояния А кониче-
ского колеса [2, - C. 254-262] от вершины делительного конуса O1 до большей торцевой
поверхности конического колеса, нижнюю поверхность с центром O2, расположенным на
вертикальной оси ниже прижимного диска. Прижимной диск 10 выполнен толщиной с та-
ким расчетом, что при высоте обрабатываемой детали h и минимальном технологическом
зазоре между деталью 24 и прижимным диском 10, равным 0,5…1,0 мм нижняя кромка
прижимного диска 10 расположена на (0,20…0,25) h ниже верхнего контура детали 24.
К вертикальному стержню 16 привода возвратно-поступательных перемещений пер-
пендикулярно его оси присоединен горизонтальный стержень 25, входящий своим концом
в закрепленные на станине 1 прямолинейные направляющие 26, проекция оси (на фиг. 1
показан линией m-c) которых на плоскость, перпендикулярную оси вертикального стерж-
ня (на фиг. 1 показан след этой плоскости n-n) имеет с линией, соединяющей точку m пе-
ресечения оси прямолинейных направляющих с перпендикулярной оси вертикального
стержня плоскостью со следом n-n и точкой O3 пересечения этой плоскости с осью верти-
кального стержня угол β (на фиг. 1 показан условно), равный углам βm [3] наклона тан-
генциальных зубьев в среднем сечении конических колес в их горизонтальной проекции к
радиусам rm делительной окружности этого сечения в точке их пересечения (фиг. 2), а
проекция оси направляющих 26 на пересекающую ее вертикальную плоскость имеет ми-
нимальный угол наклона к горизонтальной плоскости равный 90° - δ,
где δ - угол делительного конуса конического колеса.
Станок работает следующим образом.
Перед началом работы после установки обрабатываемой детали 24 на соответствую-
щего ей размера ведущий диск 2 между деталью 24 и соответствующего ей размера прижим-
ным диском 10 помещается ФАП (на фигурах не показано) и выставляется минимальный
технологический зазор между деталью 24 и прижимным диском 10, равный 0,5…1,0 мм,
оптимальный для обработки детали. Ведущий диск 2 вместе с установленной на нем дета-
лью 24 приводится с помощью электродвигателя 3 и передаточных деталей 4-9 во враще-
ние вокруг вертикальной оси с постоянно изменяющимся направлением, а прижимной
диск 10 с помощью электродвигателя 11 и передаточных деталей 12-18 совершает воз-
вратно-поступательные вертикальные перемещения с установленной с помощью поворота
круглого плоского диска 14 относительно вертикального вала 13 на оптимальный для об-
работки угол амплитудой и одновременно согласовано с вертикальными вращательные в
противоположных направлениях движения за счет перемещения конца горизонтального
стержня 25 в закрепленных на станине 1 прямолинейных направляющих 26. ФАП плавно
и равномерно заполняет впадины между зубьями, перемешивается, в том числе вдоль
зубьев постоянно меняя положение режущих граней частиц порошка, что повышает эф-
фективность и качество обработки.

5. BY 6584 U 2010.10.30
5
Создание с помощью станка комплекса движений, состоящего из возвратно-поступа-
тельного вертикального перемещения с установленной оптимальной для обработки амп-
литудой и одновременно согласовано с вертикальными вращательные в противоположных
направлениях движения прижимного диска и вращения вокруг вертикальной оси с посто-
янно изменяющимся направлением ведущего диска, обеспечивает увеличение давления
частиц ФАП на рабочую поверхность обрабатываемого прямозубого конического колеса,
что связано с ростом магнитных сил в рабочем зазоре и оптимальной конфигурацией гео-
метрического контура магнитно-абразивного инструмента в рабочей зоне.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.