DE3490701T

DE3490701T - Einrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung

Info

Publication number: DE3490701T
Application number: DE19843490701
Authority: DE
Inventors: Viktor Nikolaevi&ccaron; Minsk &Ccaron;a&ccaron;in; Nikolai Stepanovi&ccaron; Minsk &Ccaron;omi&ccaron;; Leonid Ivanovi&ccaron; Kiew/Kiev Bondarenko; Vadim Petrovi&ccaron; Kiew/Kiev Gor&scaron;unov; Vitalij Alekseevi&ccaron; Izvekov; Valerij Alekseevi&ccaron; Kudinov; Leonid Rachmilovi&ccaron; Tisnovskij
Original assignee: Fiziko-techni&ccaron;eskij institut Akademii Nauk Belorusskoj SSR, Minsk
Priority date: 1984-05-03
Filing date: 1984-05-03
Publication date: 1986-04-24
Also published as: CH668025A5; SE8600010D0; FR2575956B1; SE449828B; FR2575956A1; FI78855C; GB8600129D0; FI78855B; WO1985005060A1; ATA907384A; DE3490701C2; JPS61502044A; FI860012A0; GB2173433A; GB2173433B; AT389071B; SE8600010L; FI860012A

Description

PATENTANWALT Oipi- Phys RICHARD LUYKEN

."3. ""' 3Λ307Π1

PM 94622-M-61 EINRICHTUNG ZUR IvIAGWETISCHEIi SCHLEIFBEARBEITUNG 2.1.86,L/

Anwend ungsgeb iet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Schleifbearbeitung von Werkstücken und betrifft insbesondere Einrichtungen zur magnetischen Schleifbearbeitung von äußeren Zylinderflächen.

Stand der Technik

Es ist eine Einrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung von äußeren Zylinderflächen bei Werkstücken großen Durchmessers (s. das Buch von J.M. Baron "Technologie der Sohle if bearbeitung im Magnetfeld¹¹, Verlag "Mashinostroenie", Leningrad, 1975» S. 50) bekannt. Die Einrichtung enthält ein Drehwerk für ein zu bearbeitendes Werkstück, ein Elektromagnetsystem mit Polschuhen und ei- nen. mit einem Antrieb versehenen Schwingungserreger für das Elektromagnetsystem.

In der bekannten Einrichtung sind der Magnetkörper des Elektromagnetsystems und ein Paar von Polschuhen als Ganzes ausgeführt. Es ist schwierig^ine Schwingbewegung^ dem gesamten iSlektromagnetsystem zu erteilen,das beträchtliche Maße und Masse aufweist. Der Schwingungserreger und sein Antrieb sind massiv und liefern nur synenrone Schwingungen der Polschuhe, was bei der magnetischen Schleifbearbeitung es nicht gestattet, eine Koinzidenz von Bearbeitungsriefen auf der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche zu vermeiden. Daraus ergeben sich niedrige "Werte der Oberflächengüte und der Arbeitsleistung. Bei dieser Einrichtung weisen die Arbeitsflächen der Polschuhe die Form eines um die zu bearbeitende Werkstückoberfläche konzentrisehen Zylinders auf. Bei derartiger Oberflächenform hat der Arbeitsluftspalt zwischen dem Werkstück und den Polschuhen einen in der Länge gleichmäßigen Querschnitt, wesnalb sich auch der Magnetfluß über die Länge des Spaltes gleichmäßig verteilt. Es ist ferner bekannt, daß sich ein ferromagnetisches Schleifpulver im Bearbeitungsvorgang in Richtung des Austritts aus dem Arbeitsluftspalt hin verschiebt. Bei gleichmäßigem Querschnitt des Arbeitsluftspaltes erfüllt also ein beträchtlicher Teil des Magnet-

flusses keine iiutzarbeit, was die Aroeitsleistung und uie Qualität der magnetischen bcnleifbearbeitung merklich nerabsetzt.

Bei der bekannten Einricntung können die von einer Seite des zu bearbeitenden Werkstücks angeordneten Polschuhe unter der Wirkung der magnetischen Kräfte eine Verformung des Werkstücks herbeiführen. Diese Einrichtung ist für die magnetische Scnle if bearbeitung von wenige steifen Werkstücken kaum zu verwenden. Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung von äußeren ZyIinderflachen eines Werkstücks zu schaffen, die geringe i.iaße und Masse aufweist und es gestattet, Drehbewegungen des zu bearbeitenden Werkstücks und Schwingungen der

Polschuhe in optimaler Weise zu kombinieren, was die Möglichkeit gibt, großdimensionale Werkstücke "lit erneblicher Steigerung der Arbeitsleistung und der Qualität der magnetischen Schleifbearbeitung zu bearbeiten. ■ Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur

magnetischen Schleifbearbeitung von äußeren Zylinderfläcnen eines Werkstücks. die ein drehwerk für das zu

bearbeitende Werkstück, ein E'lsktroiaagnetsystem mit Polschuhen und einen mit einem Antrieb versehene Sohwingungserreger für die Polschuhe aufweist dadurch^^fef^cliwingungserreger für die Polschuhe gemäß der Erfindung in Form einer Welle mit gegeneinander ura 180° versetzten Exzenterbücnsen ausgeführt ist, auf die jeweils ein Polschuh aufgesetzt ist.

Da die Polschuhe in ?orm einzelner „iagnetkörperteile des Elektromagnetsystems der Einrichtung ausgeführt sind, entfällt die Notwenoigkeit, das gesamte HLektromagnetsy-

^zu^}s§^ss£ⁿ? . , vielmehr

stern . scnwingenv^Die Schwingungen werdenVnur an die Polschuhe vermittelt. Die Anordnung eines Polschuhpaares auf der gleichen Antriebswelle mit gegeneinander um

180° versetzten Sxzenterbüchsen gestattet es, die Polschuhe in Gegenphase schwingen zu lassen, was erforderlich ist, um eine Nichtkoinzidenz der Bewegungsbahnen und

auch, der Bearbeitungsriefen auf der zu bearbeitenden Oberfläche zu gewährleisten.

Es ist zweckmäßig, die Einrichtung zusätzlich mit

einem Paar Polschuhe und mit einem Schwinggetriebe

diese
für zu versehen. Das zusätzliche Paar Polschuhe wird gegenüber dem Hauptpaar auf der anderen Seite des zu bearbeitenden Werkstücks angeordnet. Da bei der einseitigen Anordnung eines Polschahpaares bezüglich des zu bearbeitenden Werkstücks zwischen diesem und den Polschuhen magnetische Anziehungskräfte wirksam werden, so ist im Falle einer unzureichenden Steifigkeit des Werkstücks oder der Einrichtung ein Anzieh der Polschuhe an die Werkstückoberflache möglich, weshalb auf der zu bearbeitenden Oberfläche nicht zu beseitigende Defekte in Form von tiefen Ritzen und Kratzern entstehen können. Durch Anordnung des zusätzlichen Polschuhpaares werden die magnetischen Anziehungskräfte zwischen den Polschuhen der Einrichtung und de^ra zu bearbeitenden Werkstück ausgeglichen,dessen Verformungen verringert, und es erscheint raög-

mit

lieh, Werkstücke niedriger . Steife zu bearbeiten.

Vorteilhaft weisen die Polschuhe Arbeitsflächen auf,

die flach ausgebildet sind und ' °Paar miteinander einen Winkelnd bildender zwischen 100 und 180° liegt. Bei derartiger Form der Arbeitsflächen der Polschuhe weist der Arbeitsluftspalt zwiscnen dem zu bearbeitenden Werkstück und dem Polschuh einen veränderlichen Querschnitt auf. Der Magnetfluß wird im kleinsten Querschnitt des Arbeitsluftspaites konzentriert, in dem auch das ferromagnetische Schleifpulver festgehalten wird. Infolgedessen

^O nimmt die Kraft des Andrucks des Pulvers gegen die Werkstückoberfläche zu, was eine ürhöhunt der Arbeitsleistung und der Oberflächengüte herbeiführt. Bei einem Winkel vonex^ 100° erweitert sich die Länge des durch das Paar Polschuhe einzunenmenden Flächenteiles des Werkstücks, über welchen der ..iaanetfluß . sich schließt. Infolgedessen fällt der Wert der magnetischen Induktion in den Arbeitsluftspalten ab, und die Kennwerte der Bearbeitung verschlechtern sich.

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Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachstehende, ins Detail gehende Besenreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, fts zeigen:

Fig. 1 6in Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur magnetischen Schleifbe arbeit mit; von äußeren Zylinderflächen eines Werkstücks im teilweisen (querschnitt;
Fig. 2 einen Il-II-jüchnitt der Fig. 1-,

Fig. 3 ein Prinzipscnema der iL'iririchtung mit einem zusätzlichen Paar Polschuhe, das gegenüber dem Hauptpaar auf der anderen Seite des Werkstücks angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung von äußeren Zylinderflächen eines Werkstücks, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist zur Bearbeitung von Hohlteilen in der Art von Walzen für .VaIzwerke vorgesehen.'

Die Einrichtung enthält ein Drehwerk für das WerkstücK, das beispielweise in Form eines Ureibackenspannfutters einer Drehbank (in Fig. nicht gezeigt)

ausgeführt ist, ein Slektroiuagnetsystem 1 mit Polschuhen 2 und 3 und einen mit einem Antrieb 5 versehenen Scnwir.^· ungserreger 4 für die Polschuhe.

Das Elektromagnetsysteui 1 weist einen Magnet kor per auf, an dessen .Binden in Führungen 7 und Ö die Poiscnuhe bzw. J angeordnet sind. Zwischen den Stirnflächen der Polschuhe 2 und 3 und des i-.Iagnetkörpers 6 sind Wälzlager 9 und 10 untergebracht. Der Antrieb 5 des Schwin^ungserre-ν,Ο gers 4 für die Polschuhe 2 und 3 enthält einen Elektromotor 11 und einen Hiementrieb 12. Das Werk für den Vorscnub des Elektromagnetsystems in Sichtung der Acnse des zu bearbeitenden Werkstücks ( nicht eingezeichnet) kann beispielsweise der Oberschlitten einer Dreh bank mit dessen Antriebswerk sein.

Der Schwingungserreger 4 für die Polschuhe 2 und J> ist erfindungsgemäß in Form einer Welle 13 mit gegenein-

ander um 180° versetzten Exzenterbüchsen 14 und 15 ausgeführt, die auf der Welle 13 mittels Xeilverbindungen 1o bzw. 17 befestigt sind. Auf jede der Buchsen 14 und 15 ist ein Polschuh 2 bzw. 3 aufgesetzt. Die Polschuhe 2 und 3 bilden mit dem zu bearbeitenden Werkstück 18 Arbeitsluftspalte 19 und 20, in die ein ferromagnetisches Schleifpulver ( · nicht eingezeichnet) gebracht wird. Die Polschuhe 2 und 3 v/eisen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, flach ausgebildete Arbeitsflächen 21 und 22 auf, die miteinander einen Winkel oC =100 bis 180° bilden. Die Arbeitsflächen 21 und 22 der Polschuhe 2 und 3 können zylindrisch und konzentrisch um die zu bearbeitende überfläche des Werkstücks 16 ausgebildet sein.

Wie in Pig. 3 gezeigt , kann. die erfindungsgemässe Einrichtung zusätzlich ein Elektromagnetsystem 23 mit einem Paar von Polschuhen 24 und 25 und mit einem eigenen Schwingungserreger 26 enthalten.

Das zusätzliche Elektromsgnetsystem 23 its auf der anderen Seite des zu bearbeitenden Werkstücks 18 gegenüber dem Ha upt-Elektromagnetsyster. 1 angeordnet und gestattet es, die zwischen den Polschuhen 24 und 25 und dem Werkstück 18 v/irksairi werden den roagnctischen Anziehungskräfte auszugleichen.

Die Polschuhe ^wei8enflach ausgebildete Arbeitsflächen 27 bzw. 28 auf, die im Paar miteinander einen Winkel σί = 100 bis 180° einschliessen.

Die erfindungsgemässe Einrichtung arbeitet wie folgt. Die Rotation wird von Elektromotor 11 des Antriebs 5 über den Riementrieb 12 auf die Welle 13 und die Exzenterbüchsen 14 und 15 des Schwingungserregers 4 übertragen. Bei der Rotation der Exzenterbüchsen 14 und 15 führen die auf diese aufgesetzten Polschuhe 2 bzw. 3 in den Führungen 7 und 8 Schlingbewegungen aus. Das.Drehwerk für das Werkstück versetzt das letztereVeine Drehbewegung uiu die Achse liiit einer Y.inkelgeschwindioKeit cO . In die Arbeitsluftspalte 19 und 20 zwischen den. Werkatück 18 und den Polschuhen 2 und 3 wird ferromsgnetisches Schleif-

,Λ-

pulver (in der Zeichnung nicht angedeutet) geschüttet, das mit den Polschuhen 2 und ; mitschwingt, durch die im Elektromagnetsystem induzierten magnetischen Kräfte gegen die Oberfläche des rotierenden zu bearbeitenden Werkstücks 18 angedrückt wird und sie poliert.

Bei der flachen Form der Arbeitsflächen 21 und 22 der Polschuhe 2 und 3 wird die magnetische Induktion in den minimalen Querschnitten der Arbeitsluftspalte 19 und 20 am größten sein, wo das ferromagnetiscne Schleifpulver angehäuft und verdichtet wird. Die Anwendung flacher Flächen der Polschuhe in der erfindungsgemäßen Einrichtung gestattet es also,den Magnetfluß in den Arbeitsluftspalten in größerem !,laße auszunutzen und die Kraft des Andrucks des Pulvers gegen die Werkstückoberfläche zu vergrößern, was zu einer Steigerung der Arbeitsleistung und der Oberflächengüte führt.

Die Anordnung des zusätzlichen Elektromagnetsystems 25 mit den Polschuhen 24 und 25 läßt durch Inauzierung eines Magnetflusses im Elsktroaiagnetsystem 23 Anziehungskräfte zwischen dem Werkstück 16 und den Polschuhen 24 und 25 entstehen. Dadurch gleichen die Anziehungskräfte zwiscnen dem Werkstück 18 und den Polschuhen 2, 5, 24

ei τ. θ
und 25 einander aus, was * Verformung des Werkstücks 18 vermeidet , und es er möglicht, eine magnetische Schieif-2= bearbeitung von wenig steifen Hohlwellen durchzuführen. Die β rf indane, ε gemäße Einrichtung zur magnet is cnen Scale ifbearbeitung gestattet es, die Leistung beim Polieren der äußeren Zylinderfläcnen von großdimensionalen Werkstücken, beispielsweise von Walzen für Walzwerke, Papier- ^O maschinen, von iiohrkristallisatoren für Maschinen in der chemischen, Lebensmittelindustrie sowie bei der Polymerbildung wesentlich zu erhöhen, wobei eine niedrige Rauigkeit der bearbeiteten Oberfläche gesichert wird, die durch B= 0,04 bis 0,01 Mm charakterisiert ist.

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Industrielle Anwendbarkeit

Besonders zweckmäßig ist es, die Einrichtung im Schwermaschinenbau, im Maschinenbau für die chemische und Lebens-

mitt el Industrie zum luagnetisch-schleifenaen Polieren von großdimensionalen Walzen für Walzwerke, Papier-, Misch- - und andere Maschinen einzusetzen.

Claims

ι«-% ■ ^i w M 94 622-M-61 -/ί - 2.1.1986 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur magnetischen Schleifbearbeitung von äußeren Zylinderflächen eines Werkstücks, die ein Drehwerk für das zu bearbeitende Werkstück, ein Elektromagnetsystem (1) rait Polschuhen (2 und 3) und einen mit einem Antrieb (5) versehenen Schwingungserreger (4) für die Polschuhe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger (4) für die Polschuhe in Form einer Welle (13) mit gegeneinander um 180° versetzten Exzenterbüchsen (14,15) ausgeführt ist, auf die jeweils ein Polschuh (2,3) aufgesetzt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Elektromagnetsystem (23) mit einem Polschuhpaar (24,25) und mit einem eigenen Schwingungserreger (26), das dem Elektromagnetsystem (1) gegenüber angeordnet ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (2 und 3, 24 und 25) Arbeitsflächen (21 und 22, 27 und 28) aufweisen, die flach ausgeführt sind und als Paar miteinander einen WinkelcCbilden, der zwischen-100 bis 180° liegt.