Документ описывает патент на устройство для магнитно-абразивной обработки червячных колес, выполненных из черных металлов, разработанное Белорусским государственным аграрным техническим университетом. Устройство включает механизм вращения детали, электромагнитную систему с полюсными наконечниками, которые обеспечивают высокое качество и производительность обработки. Изобретение направлено на повышение эффективности магнитно-абразивной обработки с помощью усовершенствованных конструкций полюсных наконечников и механизма колебаний.

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6429
(13) U
(46) 2010.08.30
(51) МПК (2009)
B 24B 31/00
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЁС, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ ЧЁРНЫХ МЕТАЛЛОВ
(21) Номер заявки: u 20091109
(22) 2009.12.31
(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 государствен-
ный аграрный технический универси-
тет" (BY)
(57)
Устройство для магнитно-абразивной обработки червячных колес, выполненных из
черных металлов, содержащее механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую
электромагнитную систему с расположенными горизонтально, охватывающими обод чер-
вячного колеса полюсными наконечниками с концентричной относительно него цилин-
дрической поверхностью и механизм создания колебаний электромагнитной системы с
приводом, отличающееся тем, что полюсные наконечники выполнены концентрично
охватывающими своими обращенными друг к другу внутренними поверхностями диамет-
ром dam2 + 2…3 мм, охватывающими обод червячного колеса с наибольшим диаметром
червячного колеса dam2
=
(z2 + 2 + 2x)m + 6m/(z1 + 2), причем внутренние поверхности по-
люсных наконечников имеют расположенный симметрично их перпендикулярной оси
червячного колеса плоскости симметрии выступ торовой поверхности, образованной вра-
щением вокруг оси червячного колеса расположенной в плоскости, проходящей через ось
червячного колеса, окружности диаметром df1 = qm - 2,4m, касающейся ближайшей к оси
точкой поверхности цилиндра диаметром da2 + 3…4 мм = (z2 + 2 + 2x)m,
Фиг. 1
BY6429U2010.08.30

2. BY 6429 U 2010.08.30
2
где dam2 - наибольший диаметр червячного колеса;
df1 - диаметр впадин витков червяка;
da2 - диаметр вершин зубьев червячного колеса;
z1 - число заходов червяка;
z2 - число зубьев червячного колеса;
q - коэффициент диаметра червяка;
m - осевой модуль червяка;
x - коэффициент осевого смещения при нарезании червячного колеса,
причем торовая часть полюсных наконечников имеет зубчатую поверхность, образован-
ную пересекающимися у концентричных цилиндрических поверхностей полюсных нако-
нечников парами плоскостей, одна из которых, в том числе горизонтальная, проходит
через ось колеса, а вторая отклонена от нее поворотом вокруг линии их пересечения на
45 градусов по направлению вращения колеса вокруг его оси во время основного режима
работы, причем указанные пары плоскостей пересекаются также в ближайшей оси колеса
точке торовой поверхности в перпендикулярной оси червячного колеса плоскости сим-
метрии.
(56)
1. Патент РБ на полезную модель 2707 U, МПК B 24B 31/00, 2006 (прототип).
2. Скойбеда А.Т. и др. Детали машин и основы конструирования. - Минск: Вышэйшая
школа, 2000. - С. 335-344.
Полезная модель относится к чистовой обработке изделий ферроабразивным порош-
ком (ФАП) в магнитном поле и может быть использована в различных отраслях машино-
строения при обработке червячных колес, выполненных из черных металлов.
Известно устройство для магнитно-абразивной обработки (МАО) зубчатых колес, со-
держащее механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную
систему с полюсными наконечниками и механизм создания колебаний электромагнитной
системы с приводом, причем полюсные наконечники снабжены направляющими пласти-
нами, установленными подвижно относительно полюсных наконечников посредством
фиксирующих пальцев [1].
Такое устройство не позволяет производить с необходимой производительностью ка-
чественную магнитно-абразивную обработку рабочих поверхностей червячных колес, вы-
полненных из черных металлов, так как вследствие вогнутого характера обрабатываемых
рабочих зубчатых поверхностей в одном режиме обработки воздействие ФАП оказывает-
ся малоэффективным из-за непостоянства зазора между полюсными наконечниками как
инструментом и зубчатым ободом червячного колеса как обрабатываемой поверхностью.
Задачей, которую решает полезная модель, является повышение качества и произво-
дительности магнитно-абразивной обработки цилиндрических деталей с прерывистой по-
верхностью, а именно рабочих поверхностей червячных колес, выполненных из черных
металлов.
Поставленная задача решается с помощью устройства для магнитно-абразивной об-
работки червячных колес, выполненных из черных металлов, содержащего механизм
вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с располо-
женными горизонтально, охватывающими обод червячного колеса полюсными наконеч-
никами с концентричной относительно него цилиндрической поверхностью и механизм
создания колебаний электромагнитной системы с приводом, где полюсные наконечники
выполнены концентрично охватывающими своими обращенными друг к другу внутрен-
ними поверхностями диаметром [2] dam2 + 2…3 мм, охватывающими обод червячного ко-
леса с наибольшим диаметром червячного колеса dam2 = (z2 + 2 + 2x)m + 6m/(z1 + 2),

3. BY 6429 U 2010.08.30
3
причем внутренние поверхности полюсных наконечников имеют расположенный симмет-
рично их перпендикулярной оси червячного колеса плоскости симметрии выступ торовой
поверхности, образованной вращением вокруг оси червячного колеса расположенной в
плоскости, проходящей через ось червячного колеса, окружности диаметром df1 =qm - 2,4m,
касающейся ближайшей к оси точкой поверхности цилиндра диаметром da2 + 3…4 мм =
(z2 + 2 + 2x)m,
где dam2 - наибольший диаметр червячного колеса;
df1 - диаметр впадин витков червяка;
da2- диаметр вершин зубьев червячного колеса;
z1 - число заходов червяка;
z2 - число зубьев червячного колеса;
q - коэффициент диаметра червяка;
m - осевой модуль червяка;
x - коэффициент осевого смещения при нарезании червячного колеса,
причем торовая часть полюсных наконечников имеет зубчатую поверхность, образован-
ную пересекающимися у концентричных цилиндрических поверхностей полюсных нако-
нечников парами плоскостей, одна из которых, в том числе горизонтальная, проходит
через ось колеса, а вторая отклонена от нее поворотом вокруг линии их пересечения на 45
градусов по направлению вращения колеса вокруг его оси во время основного режима ра-
боты, причем указанные пары плоскостей пересекаются также в ближайшей оси колеса
точке торовой поверхности в перпендикулярной оси червячного колеса плоскости сим-
метрии.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
Устройство для магнитно-абразивной обработки червячных колес, выполненных из
черных металлов, включает механизм вращения обрабатываемой детали в виде червячно-
го колеса 1 (направление вращения показано на фиг. 1 сплошной стрелкой для основного
режима работы и штриховой - для доводочного режима работы), механизм создания вдоль
оси вращения детали 1 колебаний электромагнитной системы с амплитудой не более 1 мм,
разомкнутую электромагнитную систему (на фигурах не показаны) с расположенными
горизонтально полюсными наконечниками 2. Полюсные наконечники 2 выполнены с воз-
можностью их перемещения в горизонтальной плоскости относительно оси колеса в пер-
пендикулярном ей направлении с последующей фиксацией их положения (на фигурах не
показано). Полюсные наконечники 2 выполнены концентрично охватывающими своими
обращенными друг к другу внутренними поверхностями диаметром dam2 + 2…3 мм, охва-
тывающими обод червячного колеса 1 с наибольшим диаметром червячного колеса
dam2 = (z2 + 2 + 2x)m + 6m/(z1 + 2), причем внутренние поверхности полюсных наконечни-
ков 2 имеют расположенный симметрично их перпендикулярной оси червячного колеса
плоскости симметрии выступ торовой поверхности, образованной вращением вокруг оси
червячного колеса расположенной в плоскости, проходящей через ось червячного колеса,
окружности диаметром df1 = qm - 2,4m, касающейся ближайшей к оси точкой поверхности
цилиндра диаметром da2 + 3…4 мм = (z2 + 2 + 2x)m,
где dam2 - наибольший диаметр червячного колеса;
df1 - диаметр впадин витков червяка;
da2 - диаметр вершин зубьев червячного колеса;
z1 - число заходов червяка;
z2 - число зубьев червячного колеса;
q - коэффициент диаметра червяка;
m - осевой модуль червяка;
x - коэффициент осевого смещения при нарезании червячного колеса,
причем торовая часть полюсных наконечников имеет зубчатую поверхность, образован-
ную пересекающимися у концентричных цилиндрических поверхностей полюсных нако-

4. BY 6429 U 2010.08.30
4
нечников парами плоскостей, одна из которых, в том числе горизонтальная, проходит че-
рез ось колеса, а вторая отклонена от нее поворотом вокруг линии их пересечения на
45 градусов по направлению вращения колеса вокруг его оси во время основного режима
работы, причем указанные пары плоскостей пересекаются также в ближайшей оси колеса
точке торовой поверхности в перпендикулярной оси червячного колеса плоскости сим-
метрии, причем с учетом размеров частиц ФАП здесь радиусы закруглений острых кро-
мок и впадин не превышают значений R = 0,5…1 мм.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы обрабатываемая деталь (червячное колесо, выполненное из
черных металлов) 1 наибольшим диаметром dam2 устанавливается на устройство. Полюс-
ные наконечники 2 за счет их перемещения в горизонтальной плоскости относительно оси
колеса в перпендикулярном ей направлении устанавливаются на половине расстояния
da2 + 3…4 мм = (z2 + 2 + 2x)m от оси колеса с последующей фиксацией их положения. Ме-
ханизм вращения обрабатываемой детали приводит в движение обрабатываемую деталь 1,
и при помощи механизма создания колебаний электромагнитной системы полюсные
наконечники 2 совершают возвратно-поступательное движение вдоль оси вращения дета-
ли 1. Червячное колесо 1 сверху через зазор между полюсными наконечниками покрыва-
ется ФАП (на фигурах не показано) посредством их намагниченности, который вместе с
вращающимся червячным колесом 1 поступает в образованный внутренней поверхностью
полюсного наконечника и ободом колеса зазор, где происходит наполнение впадин между
зубьями порошком посредством вращения детали и уплотняющего воздействия зазора
между внутренней поверхностью полюсного наконечника и ободом колеса. Здесь ФАП
плавно и равномерно заполняет впадины между зубьями, подпрессовывается и фиксиру-
ется между ними. По мере вращения детали полюсные наконечники с помощью ФАП ока-
зывает на поверхность зубьев червячного колеса основное обрабатывающее воздействие,
так как магнитные силы позволяют ФЛП в этой области плавно и равномерно перемеши-
ваться, в том числе и за счет некоторого изменения величины магнитного потока вслед-
ствие непостоянства тока, поступающего от выпрямляющего устройства, постоянно меняя
положение режущих граней частиц порошка, охватывающего все рабочие поверхности
червячных зубьев, что повышает эффективность и качество обработки. Наличие на торо-
вой части полюсных наконечников зубчатой поверхности позволяет с одной стороны со-
здавать необходимый подпор ФАП плоскостями этих зубьев, проходящими через ось
колеса, а с другой обеспечить изменение основного режима работы на доводочный при
изменении направления вращения детали, что одновременно обеспечивает эффективное
перемешивание ФАП.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.