устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий

Формула изобретения

Устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, содержащее предназначенные для установки на токарном станке барабан для внутренней и оправку для наружной обработки изделия, имеющие узлы фиксации последнего, и шлифовальную головку, отличающееся тем, что барабан и оправка снабжены равномерно расположенными по длине изделия дополнительными узлами фиксации его стенки, количество которых равно частному от деления длины изделия на диаметр его основания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к керамической и авиационным отраслям промышленности и преимущественно может быть использовано при механической обработке крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий типа носовых диэлектрических конусов летательных аппаратов.

Известно устройство для механической обработки малогабаритных керамических изделий прямого профиля [2], содержащее универсально-шлифовальный станок, алмазный круг и клеящие составы для крепления керамической детали на станке.

Недостатком известного устройства является невозможность механической обработки крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий [1]. Известное устройство содержит: токарный станок, шлифовальную головку, барабан для внутренней обработки изделия, снабженный узлами фиксации изделия (втулка и кулачки), и оправку для наружной обработки, также снабженную узлами фиксации изделия (неподвижная опора и прижимное устройство).

К недостаткам этого устройства относится то, что при механической обработке внутренней поверхности крупногабаритного сложнопрофильного изделия изделие закрепляется в барабане лишь на двух точках опоры. Это приводит к тому, что во время шлифования, под действием шлифовальной головки, изделие начинает деформироваться. При дальнейшей обработке наружной поверхности изделие, установленное на оправку, тоже имеет только две опоры, что также способствует деформированию изделия. Таким образом, представляется сложным получить изделие заданного профиля и толщины (с допуском ±0,05 мм), что в свою очередь отрицательно сказывается на радиотехнических свойствах изделия. Данная задача усложняется тем больше, чем больше габариты обрабатываемого изделия.

Задачей настоящего изобретения является улучшение качества механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий типа носовых диэлектрических конусов летательных аппаратов.

Поставленная задача достигается тем, что предложено устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, содержащее предназначенные для установки на токарном станке барабан для внутренней и оправку для наружной обработки изделия, имеющие узлы фиксации последнего, и шлифовальную головку, отличающееся тем, что барабан и оправка снабжены равномерно расположенными по длине изделия дополнительными узлами фиксации его стенки, количество которых равно частному от деления длины изделия на диаметр его основания.

Авторы установили, что выполнение барабана и оправки с равномерно расположенными по длине изделия дополнительными узлами фиксации его стенки, количество которых равно частному от деления длины изделия на диаметр его основания, приводит к значительному уменьшению деформации стенки изделия, что в свою очередь облегчает механическую обработку изделия и существенно улучшает ее качество.

Авторы также установили, что увеличение количества дополнительных узлов фиксации стенки изделия нецелесообразно по причине существенного усложнения устройств для обработки, а их уменьшение не обеспечивает достаточной жесткости изделия при механической обработке.

На фигуре 1 представлено устройство для механической обработки внутренних поверхностей крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий, на фигуре 2 - то же для обработки наружных поверхностей.

Устройство для механической обработки крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий содержит: барабан 1 для внутренней обработки заготовки, имеющий втулку 2, кулачки 3 и прижимное кольцо 4, шлифовальную головку 5, оправку 6 для наружной обработки, имеющую неподвижную опору 7, прижимное устройство 8, центр 9, дополнительные узлы фиксации стенки изделия 10.

Принцип работы заключается в следующем. На токарный станок устанавливают барабан для внутренней обработки 1 (фигура 1), в барабан устанавливают изделие (носовой частью во втулку 2), торцевую часть изделия закрепляют при помощи кулачков 3 и поджимают прижимным кольцом 4, затем изделие дополнительно прижимают узлами фиксации 10, расположенными непосредственно в барабане, после чего при помощи шлифовальной головки 5 производят механическую обработку внутренней поверхности изделия до необходимого профиля. После обработки внутренней поверхности на станок устанавливают оправку 6 для наружной обработки (фигура 2). Изделие устанавливают на оправку и поджимают к неподвижной опоре 7 при помощи прижимных устройств 8. Носовую часть изделия поджимают центром 9 от задней бабки токарного станка, затем изделие также закрепляют дополнительными узлами фиксации стенки изделия 10. После закрепления изделия, при помощи шлифовальной головки, производят механическую обработку наружной поверхности. При этом количество узлов фиксации стенки определяется по приведенной выше формуле и зависит только от габаритов обрабатываемого изделия.

Предложенное устройство было реализовано при механической обработке крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий типа носовых диэлектрических конусов летательных аппаратов (при этом длина заготовки составляла 1000 мм, диаметр основания - 400 мм). Расчетом по приведенной формуле получили два дополнительных узла фиксации стенки изделия. Механическая обработка указанных изделий с использованием дополнительных узлов фиксации стенки изделия привела к значительному уменьшению деформации стенки заготовки, погрешность толщины стенки составила ±0,02 мм, что в свою очередь существенно улучшило качество получаемого изделия.

Предложенное устройство чрезвычайно просто в изготовлении и эксплуатации, особенно успешно применяется при механической обработке крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий типа носовых диэлектрических конусов летательных аппаратов.

Источник информации

1. Хрульков В.А. и др. Механическая обработка деталей из керамики и ситаллов. - Издательство Саратовского университета, 1975 г.

2. Г.В.Белинская, Г.А.Выдрик. Технология электровакуумной и радиотехнической керамики. - М.: Энергия, 1977. - 335 с.