HU209638B - Method and apparatus for generating machining with abrasive belt - Google Patents

Description

A találmány eljárás és berendezés szalagköszörüléses lefejtő megmunkálásokra, amelyeknél az alakos munkadarabokat hengeres vagy sík származtató felületű szerszámmal, lefejtő eljárással munkáljuk meg.

A szalagköszörüléses megmunkálásokra vonatkozó irodalomból pl. a DIN 8589 sz. szabvány 12. fejezete az alapvető szalagköszörüléses eljárásokat tartalmazza, vagy az Annals of the CIRP Vol. 35/2/1986 számában (487-494. oldal) szerzőkollektíva ad részletes áttekintést az ide vonatkozó ismeretektől széleskörű irodalmi hivatkozásokkal, míg a gyakorlati megoldásokra pl. a Löser, Metabo és Wafios cégek által gyártott csiszolószalagos megmunkálógépek említhetők.

A csiszolószalagok minősége az utóbbi időben sokat fejlődött, ezáltal alkalmazási területei kiszélesedtek. A szalagköszörüléses megmunkálási eljárást mindeddig nem alkalmazták olyan lefejtett felületek megmunkálására, amelyek szerkezetekbe építve pontos méretű görgőkkel kapcsolódnak.

Ilyenek például a ciklois hajtóművek tárcsáinak fogazatai, vezértárcsák és vezérharangok vezérpályái, stb. Ezen profilok általánosan ismert megmunkálási technológiája az, hogy a gyártás során a görgőt hengeres szerszámmal (maróval, csapos köszörűvel) helyettesítik. Megmunkáláskor a hengeres szerszámok - különösen a csapos köszörű - gyorsan kopnak, átmérőjük változik, ami a lefejtett felületnél profilhibát okoz, amelynek korrigálásáról állandóan gondoskodni kell.

A hengeres köszörűszerszámok megmunkálása és lehúzása során bekövetkező átmérőcsökkenése okozta profilhibák elkerülésére ugyancsak ismert a nagy átmérőjű, rádiuszosra lehúzott köszörűkorongokkal való megmunkálás, amellyel a profilhibák a megengedett tűrésen belül tarthatók, ugyanakkor ezzel az eljárással a termelékenység jelentős csökkenése következik be azáltal, hogy a munkadarab-szerszám kapcsolódása pontszerű a hengeres szerszám-munkadarab vonalszerű kapcsolódásával szemben.

A köszörűkorong átmérőjétől függő felületeket kapunk más lefejtő megmunkálási eljárásoknál is, pl. a cikloisokkal egyenközű sokszögprofilú tengelyek és csapok köszörülésénél.

A DIN 32711 és a DIN 32712 szabvány szerinti poligonprofilú tengelyek és csapok köszörűkorong átmérőtől független megmunkálása ismert a poligon köszörűgépeken, amelyeknél bonyolult mechanizmussal vagy drága CNC irányítással valósítják meg a poligonprofil síktól való származtatását.

A Lorenz Braren ciklois hajtóművek szélesebbkörű elterjedését korlátozó okok között az edzett acélból készített, epicikloissal egyenközű profilú, ún. epiciklois fogazató hengeres kerekek gyártási problémái is lényeges szerepet játszanak.

Az epiciklois fogazató hengeres kerekek megmunkálására eddig alkalmazott eljárások és a lefejtő elven működő berendezések nagyobb részben a hőkezeletlen munkadarabok megmunkálására alkalmasak.

Ilyen pl. Sannyikov V, M. által a Masgiz 1948-as számában ismertetett megoldás, amelynél szakaszos lefejtő mozgással, csésze alakú vésőszerszámmal történik a megmunkálás.

A SU 554953 számú szabadalom szerinti megoldás hipociklois fogazató hengeres kerekek megmunkálására alkalmas, kis átalakítással epiciklois fogazatok is megmunkálhatok.

A hőkezeletlen munkadarab folyamatos bolygómozgása két forgómozgás eredőjeként jön létre, a munkadarab mozgató egységet függőleges főorsójú marógép asztalára szerelték, a megmunkálás hengeres ujjmaróval történik. A munkadarabmozgató egységet nagy, kiegyensúlyozatlan tömegek jellemzik.

Botsiber D. W. és Kingston L. a Machine Design 1956. június 28.-Ϊ számában ismerteti az epiciklois fogazat köszörüléssel történő megmunkálására azt a megoldást, amelynél a ciklois hajtóműben lévő csapok méretének megfelelő rádiuszra lehúzott köszörűkoronggal történik a megmunkálás, amelynek hátránya a kis termelékenység. Az epi- és hipociklois profilú sokszögfelületek gyártására szolgáló berendezésekre vonatkoznak pl. a DE 58174 és a DE 904696. az SU 54488 számú, valamint a Hu 156607 és a Hu 183356 számú magyar szabadalmak, amelyek hőkezeletlen munkadarabok esztergálására szolgálnak.

A poligonprofilú tengelyek és csapok köszörülésére vonatkoznak a DE 680311. DE 710067, DE 708743 számú, a FR 933254 számú és a GB 453111 számú szabadalmak és azok továbbfejlesztéseként a Fortuna köszörűgépgyár poligon köszörűgépei, amelyek bonyolult mechanizmusokkal oldják meg a köszörült profilok köszörűkorong átmérőjétől való függetlenségét.

Az ismert eljárások hátránya, hogy sima csapos köszörűszerszámok átmérő mérete gyorsan változik, ezáltal méret és alappontos megmunkálások csak bonyolult módon, gyakori utánszabályozással és szerszámkorrekcióval valósíthatók meg. A bolygómű csapméretével megegyező méretű hengeres szerszámokkal való megmunkálás termelékenysége viszonylag kicsi. Epiciklois fogaskerekek tengelymetszetében körívesre leszabályozott köszörűkorongos megmunkálása forgásirányú mozgatást is igényel, ami kinematikailag bonyolult szerkezeti megoldással valósítható meg. A munkadarab és a szerszám kapcsolata pontszerű, mely alacsony termelékenységet eredményez.

A találmány célkitűzése olyan eljárás és az azt foganatosító berendezés létrehozása, mely különböző típusú alakos munkadarabok megmunkálásánál a közvetlen lefejtéses eljárást valósítja meg az előírt méretés alakpontossággal, nagy termelékenységgel.

A találmány eljárás munkadarabok megmunkálására különösen olyan különféle mechanizmusokba beépített alakos munkadarabok köszörülésére, amelyek D átmérőjű görgőkkel vagy csapokkal kapcsolódnak, mely során a megmunkálást a görgőkkel vagy csapokkal kapcsolódó felületek, epi- és hipocikloisokkal egyenközű fogazatok, tengely és agy nyomatékátvivő kötések, tengely és csap felületek, vagy vezértárcsa, vezérharang típusú munkadarabok esetében egy kontaktgörgőn és hajtótárcsán felfutó köszörűszalaggal, síktól származtatott poligonprofiloknál

HU 209 638 Β két vezetőgörgő között elhelyezett támasztólappal a munkadarabhoz nyomott köszörűszalaggal, vagy a kontaktgörgős köszörűegység munkadarab forgástengelyéhez viszonyított szög alatti elfordításával végezzük, miközben a munkadarab és a szerszám közötti lefejtő mozgást mechanizmussal, vagy NC vezérléssel biztosítjuk.

A találmány továbbá az eljárás foganatosítására alkalmas berendezés, melynek végtelenített köszörűszalagból, a köszörűszalagot hajtó tárcsából, a köszörűszalagot a munkadarabhoz nyomó, a munkadarabon levő legkisebb megmunkálandó átmérőjű felület átmérőjénél a köszörűszalag kétszeres vastagságával csökkentett átmérőjű kontaktgörgőből álló egy vagy több köszörűegységre, valamint a munkadarab és a köszörűszalag között szükséges lefejtő mozgást megvalósító egysége, célszerűen mechanizmusa, vagy NC vezérlése van.

A találmány szerinti eljárást és berendezést az alábbi ábrák alapján ismertetjük.

Az 1. ábra epi- és hipociklois fogazatok megmunkálását ábrázolja hengeres szerszámmal.

A 2. ábra az epi- és hipociklois fogazatok megmunkálását ábrázolja köszörűszalagos szerszámmal kialakított I köszörűegységgel.

A 3. ábra a 2. ábráról készített A-Ametszet.

A 4. ábra az epi- és hipociklois fogazatok megmunkálásához szükséges munkadarab bolygómozgást megvalósító berendezés egy lehetséges elvi megoldását mutatja az I köszörűegységgel egybeépítettem

Az 5. ábra a több köszörűegységes megmunkálás elvi vázlatát szemlélteti.

A 6. ábra az I köszörűegységet transzlációs körmozgást végző mechanizmusra építetten mutatja sokszögprofilú tengelyek és csapok megmunkálásához.

A 7. ábra a poligonprofilú tengelyek és csapok megmunkálását szemlélteti a munkadarab tengelyéhez képest döntött tengelyhelyzetű I köszörűegységgel.

A 8. ábra poligonprofilú tengelyek és csapok síkkal megtámasztott köszörűszalagos megmunkálását szemlélteti alternáló mozgást végző mechanizmusra építve.

9. ábra vezértárcsák megmunkálását szemlélteti az I köszörűegységgel.

Az 1. ábrán az ismert elterjedten alkalmazott megmunkálási mód látható. Az 1 tengely körüli οη szögsebességű forgómozgásból és a 2 tengely körüli - e expentricitású, a megmunkálandó fogszámnak megfelelően nagyobb - ω₂ gyors, körpályamenti haladó mozgásból létrejövő bolygómozgást végző 3 munkadarabot a ciklois hajtómű csapjaival azonos, D átmérőjű 4 hengeres szerszámmal munkáljuk meg.

A találmány szerinti eljárás munkadarabok, különösen olyan különféle mechanizmusokba épített alakos munkadarabok köszörülésére alkalmas, amelyek meghatározott méretű görgőkkel, csapokkal kapcsolódnak.

A megmunkálást a meghatározott, görgőkkel, csapokkal kapcsolódó felületek, epi- és hipocikloisokkal egyenközű fogazatok, tengely és agy nyomatékátvivő kötések, tengely és csap felületek, vagy vezértárcsa, vezérharang típusú munkadarabok esetében legalább egy, a megmunkálandó munkadarabon előforduló legkisebb átmérőjű felület méretének alapulvételével meghatározott méretű kontaktgörgőn és hajtótárcsán lefutó köszörűszalaggal végezzük. Tárcsaszerű munkadarabok esetében a köszörűszalag szélessége a tárcsa szélességénél nagyobb méretű.

A 2. ábrán a szalagköszörüléses megmunkálás elvi vázlata. Az 1. ábra szerinti D átmérőjű 4 hengeres szerszámot a d átmérőjű 5 hengeres csapon futó h vastagságú, a gyártandó fogazatnál szélesebb, végtelenített 6 köszörűszalag helyettesíti, amelyet a 7 tárcsa hajt meg. Az így kialakított I köszörűegységnél a geometriailag helyes leképezéshez:

d = D - 2h

A 3. ábra a 2. ábráról készített A-A metszeten mutatja az I köszörűegységet és a 3 munkadarabot. A 8 orsóegységben csapágyazott 5 hengeres csapot a 7 tárcsával meghajtott 6 köszörűszalag nagy fordulatszámmal forgatja. A 6 köszörűszalag az 5 hengeres csapra ráfutva végzi el a 3 munkadarab megmunkálását. A 8 orsóegység és a 7 tárcsát forgató 9 motor a 10 felfogólapra van rögzítve.

A 3 munkadarab megmunkálása közben a 3 munkadarab és a szerszám (I köszörűegység) közötti lefejtő mozgást mechanizmus biztosítja.

A 4. ábrán az epi- és hipociklois fogazatok szalagköszörüléses megmunkálását megvalósító egy lehetséges gyártóberendezés elvi kialakítása látható, melynek egyik fő részét az említett M lefejtő mozgást biztosító egység (pl. munkadarabmozgató) a másik fő részét a megmunkálást végző I köszörűegység képezi.

All tartóelemre rögzített 12 hajtómű a 13 kinematikai láncon keresztül egyenletes ω₂ szögsebességgel forgatja a 14 forgattyús tengelyt, amelynek állítható 13 forgattyúkarján lévő 16 forgattyúcsapja a 17 kulisszakőhöz kapcsolódik. A 15 forgattyúkar beállított értéke az e excentricitás, amelynek kétszerese a fogmagasság. A 17 kulisszakő a 18 kereten, a 18 keret a 11 támasztóelemen egymásra merőlegesen, lineárisan megvezetett, ezáltal a 17 kulisszakő a rászerelt elemekkel együtt transzlációs közmozgást végez. A 16 forgattyúcsap végére ékelt 19 fogaskerékről a fogazandó 3 munkadarab fogszámának megfelelő áttételű 20 kinematikai láncon keresztül οη szögsebességgel kap meghajtást a 17 kulisszakőben csapágyazott 1 tengelyű 21 munkadaraborsó és vele együtt a 3 munkadarab. A 17 kulisszakőre épített 22 fék a 23 kinematikai láncon keresztül végzi el a 13 és 20 kinematikai láncok hézagtalanítását. Az I köszörűegység 6 köszörűszalagjának megfelelő feszítése a 9 motor 24 forgástengely körüli elbillentésével oldható meg, a feszítőerő a 25 rugóval állítható be.

Az I köszörűegység 10 felfogólapja a 25 szánra rögzített. A szalagköszörüléshez szükséges radiális irányú előtolást és erőt a 27 állványra felfogott 28 pneumatikus henger biztosítja. A 26 szán a 27 állvány veze3

HU 209 638 Β tékén mozog. A megmunkálás a 26 szán 29 beállítható ütközőn való felütközésig tart.

Az 5. ábra elvi szinten mutatja be több köszörűegység alkalmazásának lehetőségeit, ahol az I-I... 1-6. köszörűegységek a ciklois hajtómű egyes csaphelyzeteinek megfelelően helyezkednek el a 3 munkadarab körül. A megmunkálás jellegétől függően az egyes köszörűegységek azonos vagy különböző minőségű köszörűszalaggal láthatók el.

A 6. ábra tengelyek és csapok cikloissal egyenközű síktól származtatott poligonprofilok nyomatékátvivő felületeinek megmunkálását mutatja. A 3 munkadarab egyenletes, οη szögsebességű forgómozgást végez. Valamilyen ismert hajtás az αη-nél nagyobb, a sokszögszámnak megfelelő egyenletes, co₂ szögsebességgel forgatja a 14 forgattyús tengelyt és az 1:1 arányú 30 mechanikus áttételen keresztül a 14-1 forgattyús tengelyt. A 15 és 15-1 forgattyúkarok egyszerre és azonos értékűre állíthatók. A 15 forgattyúkaron lévő 16 forgattyúcsap közvetlenül a 15-1 forgattyúkaron lévő 16-1 forgattyúcsap a 17 kulisszakövön és kulisszavezetéken keresztül kapcsolódik a 31 házhoz.

A paralelogramma alakú, csuklós négyszögű mechanizmus kialakítása meggátolja a túlhatározottságot, a 31 ház elfordulását és azt olyan síkmozgásra kényszeríti, ahol a 31 ház a rászerelt I köszörűegységgel amely a megmunkálást végzi - együtt tű₂ szögsebességű körpályamenti haladó mozgást végez.

A 7. ábra szerint poligonprofilú tengelyek és csapok szalagköszörüléses megmunkálását végzi el a 3 munkadarab tengelyéhez képest a szöggel megdöntött I köszörűegység. Az I köszörűegység megdöntése nélkül a köszörű szerszám vonalszerűén kapcsolódna a 3 munkadarabbal. A döntés következtében a köszörűszerszám ezen érintkezési vonala az előtolás során síkot származtat, ezáltal a köszörült 3 munkadarab profilja is síktól származó lesz, azaz a megmunkáló szerszám átmérőjétől független.

A 8. ábra a poligonprofilok síktól való származtatásának másik változatát mutatja köszörűszalagos szerszám alkalmazása esetén. A 3 munkadarab C£>i szögsebességgel forog a tengelye körül, miközben a 32 köszörűszalagos megmunkálóegység harmonikus lengőmozgást végez a munkadarab tengelyére merőlegesen, amelyet pl. a végtelen hajtórudas 34 forgattyús mechanizmus biztosít. A síkot ezúttal a köszörűszalag síkban futó része adja, amelyet más megmunkálási eljárásoknál ismert módon a 33 támasztóalappal is megtámasztunk,

A 9. ábra a vezértárcsa, vezérharang típusú 3 munkadarab köszörülését szemlélteti az I köszörűegységgel.

A találmány szerinti eljárás és berendezés legfontosabb előnye az, hogy a hengeres szerszámot helyettesítő köszörűszalag szerszám átmérője a megengedett tűrésen belül tartható a megfelelő köszörűszalaghossz megválasztásával és szalagcserével, ami abból következik, hogy a köszörűszalagos szerszám lényegében a hengeres szerszám palástjának megnyújtását, kiterjesztését jelenti.

További fontos előny az elérhető nagy termelékenység és anyagleválasztási sebesség, amelyet a munkadarab és a szerszám vonalszerű kapcsolódása a nagy köszörülési sebesség és a több köszörűegység egyidejű alkalmazása tesz lehetővé.

A nagy teljesítmények mellett a szalagköszörüléssel elérhető pontosságok és felületi minőségek azonosak, mint a köszörűkorongos megmunkálásnál.

Mindezek következtében előnyös az is, hogy szalagköszörüléssel mind a hőkezeletlen munkadarabok nagyoló, mind a hőkezelt munkadarabok simító, befejező megmunkálása egyaránt elvégezhető.

Az eljárás előnyei közé tartozik a szerszámtakarékos megmunkálás, az egyszerű szerszámkialakítás és szerszámcsere, valamint a köszörűkorongos megmunkálással szemben veszélytelen megmunkálás.

Claims (5)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás szalagköszörüléses lefejtő megmunkálásokra, különösen mechanizmusokba beépített alakos görgőkkel vagy csapokkal kapcsolódó felületek köszörülésére, amelyhez hajtó és nyomó szerkezettel kapcsolódó, végtelenített köszörűszalagot használunk, azzal jellemezve, hogy a megmunkálást D átmérőjű görgőkkel vagy csapokkal kapcsolódó felületek, epi- és hipocikloisokkal egyenközű fogazatok, tengely és agy nyomatékátvivő kötések, vagy vezértárcsa, vezérharang típusú munkadarabok esetében egy kontaktgörgőn és hajtótárcsán felfutó köszörűszalaggal, síktól származtatott poligonprofiloknál két vezetőgörgő között elhelyezett támasztólappal a munkadarabhoz nyomott köszörűszalaggal, vagy a kontaktgörgős köszörűegység munkadarab forgástengelyéhez viszonyított szög alatti elfordításával végezzük, miközben a munkadarab és a szerszám közötti lefejtő mozgást mechanizmussal, vagy NC vezérléssel biztosítjuk.

2. Berendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására, amelynek a köszörűszalag köszörű oldalával szemben munkadarab befogó készüléke, a munkadarab befogó készüléket, vagy a nyomó szerkezetet a szalag haladási irányára merőlegesen mozgató egység van, azzal jellemezve, hogy a köszörűszalagot (6) a munkadarabhoz (3) nyomó, a D átmérőjű görgő ill. csap - mint munkadarab - átmérőjénél a köszörűszalag (6) kétszeres vastagságával (2h) csökkentett átmérőjű (d) kontaktgörgőből (5) álló egy vagy több köszörűegysége (I), valamint a munkadarab (3) és a köszörűszalag (6) közötti lefejtőmozgást megvalósító egysége (M) van.

3. A 2. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a munkadarab (3) és a köszörűszalag (6) közötti lefejtő mozgást megvalósító egységének (M) forgattyústengelye (14), aahhoz kapcsolódó forgattyúkaron (15) elhelyezkedő forgattyúcsapja (16), a forgattyúcsapra (16) rögzített fogaskereke (19), a fogaskerék (19) által hajtott, elfordulásában gátolt transzlációs

HU 209 638 Β körmozgást végző kulisszakőben (17) csapágyazott munkadaraborsóra (21) forgómozgást átvivő kinematikai lánca (20) van.

4. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a munkadarab (3) és a köszörűegység (I) tengelye szöget (a) zár be.

5. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a munkadarab (3) és a csiszolószalag (6) között szükséges lefejtő mozgást megvalósító egysége (M) forgattyústengelyét (14) házba (31) épített forgattyúcsappal (16) összekötő forgattyúkarja (15), a házban (31) elrendezett kulisszaköve (17), a kulissza5 kőhöz (17) kapcsolt forgattyúcsapot (16-1) forgattyústengellyel (14-1) összekötő forgattyúkarja (15-1) és a forgattyústengelyek (14,14-1) között mechanikus áttétele (30) van.