CS217547B1

CS217547B1 - Rolling guides of grinding units

Info

Publication number: CS217547B1
Application number: CS375981A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Zach; Stepan Tupa
Original assignee: Miroslav Zach; Stepan Tupa
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Vynález představuje novou konstrukci přesných valivých vedení, zejména obrábě cích strojů. Podstata řešení spočívá v tom, že brousicí vřeteník je pres valivé bloky trvale přitlačován k nepohyblivé desce o axiální liště přes levou a pravou výkyv nou lištu. Levá výkyvná lišta je přitom trvale přitlačována na zkosení vodicí liš ty přes valivý blok talířovými pružinami uchycenými na držáku, spojeného s vodicí liětou. Pravá výkyvná lišta je k vodicí liště přitlačována přes valivý blok tlačný mi pružinami, opírajícími se o držák vý kyvné lišty, spojený s vodicí lištou.The invention represents a new design of precision rolling guides, especially for machine tools. The essence of the solution lies in the fact that the grinding headstock is permanently pressed against the stationary plate by means of rolling blocks against the axial rail via the left and right swing rails. The left swing rail is permanently pressed against the bevel of the guide rail via the rolling block by means of disc springs attached to a holder connected to the guide rail. The right swing rail is pressed against the guide rail via the rolling block by means of compression springs resting on the swing rail holder connected to the guide rail.

Description

Vynález se týká valivého vedení brousicích jednotek.The invention relates to a rolling guide of grinding units.

Dosud známá vedení brousicích jednotek hrotových i jiných brousicích strojů jsou převážně provedena buš jako čistě kluzná vedení, nebo jako čistě valivá. Jsou známé i kombinovaná vedení, provedená např. jako valivě-kluzná či s programově řízenými funkčními vlastnostmi. Kluzná vedení, která byla používána u starších typů brusek, měla obvykle jednu funkční plochu prizmatickou a druhou funkční plochu rovnou.The known guides of the grinding units of the point and other grinding machines are mainly made either as pure sliding guides or as pure rolling. Combination guides are known, for example, as rolling-sliding or program-controlled functional properties. The sliding guides that were used in older types of grinders usually had one prismatic functional surface and a second functional surface straight.

Hlavními nevýhodami tohoto typu uloženi jsou vysoké pasivní odpory, možnost vzniku trhavých pohybů a z toho plynoucí menší přesnost a citlivost přestavováni brousicího vřeteníku do pracovního kontaktu s obrobkem.The main disadvantages of this type of bearing are high passive resistances, the possibility of jerking movements and the resulting lower accuracy and sensitivity of the grinding headstock being brought into working contact with the workpiece.

Další podstatnou nevýhodou kluzných vedeni je malá životnost a nemožnost vymezení vůle nebo jejich předepnuti vůči vnějšímu zatížení. Zásadní výhodou kluzných vedeni je naopak jejich schopnost tlumit vznikající kmity ve směru pohybu pracovní jednotky i kolmo na tento směr, což se velmi příznivě projevuje například u obráběcích strojů na výkonnosti stroje a na kvalitě obráběného povrchu.Another major disadvantage of the slideways is the low service life and the impossibility of defining the clearance or biasing them against the external load. The main advantage of sliding guides is, on the other hand, their ability to damp the oscillations occurring in the direction of movement of the working unit and perpendicular to this direction.

Valivá vedení, která jsou často používána u moderních výrobních strojů, odstraňují řadu nevýhod předcházejících kluzných vedení. Velmi výrazně se u nich zlepšila přesnost a citlivost přestavování pracovní jednotky, nebot mají velmi nízké pasivní odpory. Při uzavřeném konstrukčním uspořádání je možno u valivých vedení vymezit vůli a dokonale je předepnout vůči proměnlivému vnějšímu zatížení.Rolling guides, which are often used in modern production machines, eliminate a number of disadvantages of previous slideways. Accuracy and sensitivity of the working unit adjustment has been greatly improved as they have very low passive resistances. With the closed design, the clearance of the rolling guides can be defined and perfectly pre-stressed against varying external loads.

Naopak velkou nevýhodou valivých vedení je jejich neschopnost tlumit vznikající kmity jak ve směru pohybu pracovní jednotky, tak i ve směru kolmém k valivým drahám.On the other hand, a major disadvantage of the rolling guides is their inability to damp the oscillations occurring both in the direction of movement of the working unit and in the direction perpendicular to the rolling tracks.

Z uvedené základní charakteristiky je tedy vidět, že vlastnosti kluzných a valivých vedení jsou navzájem protichůdné. Proto se v poslední době začalo u nejnovějších výrobních strojů používat kombinovaných vedení, u kterých je vedle hlavního valivého vedení vytvořeno i pomocné vedení valivé. Dosud známá kombinovaná vedení s hlavním vedením valivým lze v podstatě rozdělit do dvou skupin. Do první skupiny je možno zahrnout kombinovaná vedení, sestavená z uzavřeného valivého vedení se třemi vzájemně vázanými valivými dvojicemi a z po· mocného kluzného vedení konstantních kluzných vlastností. Znamená to, že valivá část tohoto kombinovaného vedení je z kinematického hlediska sama o sobě úplná pro předepnuté uložení pracovní jednotky a že pomocné kluzné vedení pouze vytváří konstantní pasivní odpory, a tím určitou schopnost celého vedení tlumit vznikající kmity ve směru pohybu.It can therefore be seen from the above-mentioned basic characteristic that the properties of the sliding and rolling guides are contradictory. For this reason, the latest production machines have recently started to use combined guides, in which an auxiliary guide is provided in addition to the main guide. The prior art combined guides with the main rolling guide can basically be divided into two groups. Combinations consisting of a closed rolling guide with three interconnected rolling pairs and an auxiliary sliding guide of constant sliding properties may be included in the first group. This means that the rolling part of the combination guide is, in kinematic terms, complete for the pretensioning of the working unit, and that the auxiliary slide guide only creates constant passive resistances and thus a certain ability of the entire guide to damp the oscillations occurring in the direction of movement.

Přitom zvýšené pasivní odpory jsou trvalého rázu a jejich velikost je dána konstrukcí kluzného vedení a jeho seřízením při montáži. Do druhé skupiny je pak možno zahrnout kombinovaná vedení sestavená ž valivého vedení se dvěma vzájemně vázanými valivými dvojicemi, přičemž třetí dvojici tvoří buď dvě plochá kluzná vedení, nebo jedno kluzné a jedno valivé ploché vedení.The increased passive resistors are of a permanent impact and their size is determined by the design of the slideway and its adjustment during assembly. The second group may then comprise combined guides assembled with rolling guides with two mutually coupled rolling pairs, the third pair comprising either two plain sliding guides or one sliding and one rolling flat guide.

Tímto konstrukčním uspořádáním je opět vytvořeno z kinematického hlediska uzavřené vedení schopné předepnutí vůči nesymetrickému vnějšímu zatížení. Velikost vytvořených pasivních odporů v kluzné části vedení je však tentokrát závislá na velikosti potřebného předepnutí celého vedení, což je pochopitelně z funkčního hlediska omezující závislost.Again, this construction provides a kinematic closed line capable of biasing against unsymmetrical external loads. This time, however, the magnitude of the generated passive resistances in the sliding part of the conduit is dependent on the magnitude of the necessary pre-stressing of the entire conduit, which of course is functionally limiting dependence.

Dosud známé kombinovaná vedení s hlavním vedením kluzným lze charakterizovat použitím valivých nadlehčovacích prvků za účelem snížení pasivních odporů, zvýšení přesnosti pólohování a zvýšení životnosti. Valivé prvky zde přenášejí asi 50 až 70 % zatížení vedení, kluzné plochy zbývající část.The prior art combined guides with main sliding guides can be characterized by the use of rolling relief elements to reduce passive resistances, increase placement accuracy and increase service life. Here, the rolling elements carry about 50 to 70% of the load on the guide, the sliding surface the rest.

Nevýhody všech současných kombinovaných vedení lze v souhrnu charakterizovat takto. Kluznou částí vedení se zvyšují pasivní odpory celého vedení, což má za následek horší sThe disadvantages of all current combined lines can be summarized as follows. The sliding part of the line increases the passive resistance of the whole line, which results in worse s

přesností a citlivosti přestavování pracovní jednotky. Zásadně nelze u těchto kombinovaných vedení využívat v urěité Sásti pracovního cyklu výrobního stroje výhodných vlastností samotného valivého vedeni a naopak v jiné ěésti pracovního cyklu výrobního stroje převážně využívat výhodných vlastností kluzné části vedení. Výsledné vlastnosti současných kombinovaných vedeni jsou tedy určitým způsobem znehodnoceny ve srovnání s výhodnými vlastnostmi samotných valivých vedení a to jako důsledek zvýěené tlumici schopnosti kluzné části vedení.accuracy and sensitivity of the adjustment of the working unit. In principle, the advantageous properties of the rolling guide itself cannot be utilized in these parts of the production machine in some part of the working cycle of the production machine and in other parts of the working cycle of the production machine it is not possible to take advantage of the advantageous properties of the sliding part. The resulting properties of the present combination guides are therefore somewhat degraded compared to the advantageous properties of the rolling guides themselves, as a result of the increased damping ability of the sliding portion of the guide.

Uvedené nedostatky a nevýhody jsou z velké části odstraněny uspořádáním valivého vedení brousicích jednotek podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že brousicí vřeteník je přes valivé bloky trvale přitlačován k nepohyblivé desce a axiální liště prostřednictvím levé výkyvné vodicí lišty a pravé výkyvné lišty, kde levá výkyvná vodicí lišta je trvale přitlačována na zkosení vodicí lišty přes valivý blok talířovými pružinami, uchycenými na seřizovacím šroubu držáku, jež je pevně spojen s vodicí lištou, přičemž pravá výkyvná lišta je trvale přitlačována na vodicí lištu přes valivý blok tlačnými pružinami, opírajícími se svým druhým koncem o držák výkyvné lišty, pevně spojený s vodicí lištou.These drawbacks and drawbacks are largely eliminated by the rolling guide arrangement of the grinding units according to the invention, which is characterized in that the grinding headstock is permanently pressed over the rolling blocks to the stationary plate and the axial bar by means of a left swing guide and right swing guide, the pivot guide is permanently pressed to guide the guide bar over the rolling block with disc springs mounted on the adjusting screw of the holder which is firmly connected to the guide bar, the right-hand guide bar is permanently pressed against the guide bar over the rolling block by compression springs resting on its other end with a swivel rail holder, firmly connected to the guide rail.

Velikost a rozložení předpětí levé výkyvné vodicí lišty a pravé výkyvné lišty na vodicí lišty je určováno počtem a rozmístěním talířových pružin a tlačných pružin v závislosti na vnějším zatížení pracovní jednotky obráběcího stroje.The magnitude and distribution of the preload of the left swing guide rail and the right swing guide rail are determined by the number and distribution of disc springs and compression springs depending on the external load of the machine tool working unit.

Kombinované valivé vedení podle vynálezu vychází z analýzy nedostatků dosud známých řešení. U předmětného řešení jsou plochy, zachycující axiální a předepínací síly pouze na jedné straně, a to na straně řezného nástroje, (tj. brousicího kotouče), Odpadá deformace těles a axiální vodicí plochy je možno umístit co nejblíže k řeznému nástroji. Tím se , jeho poloha vlivem tepelných deformací, vznikajících například ohříváním tělesa mazacím olejem, co nejméně mění.The combined rolling guide according to the invention is based on a shortcoming analysis of the known solutions. In the present solution, the surfaces absorbing the axial and biasing forces are only on one side, the cutting tool side (i.e. the grinding wheel). The deformation of the bodies is eliminated and the axial guide surfaces can be positioned as close as possible to the cutting tool. As a result, its position is changed as little as possible due to thermal deformations resulting, for example, from heating the body with lubricating oil.

Další výhodou řešení podle vynálezu je jednoduchá výroba. Vodicí kalené lišty vždy na jednom tělese tvoří totiž jednu rovinu a lze jě snadno přesně obrobit. Zkosení vodicí lišty přitom není náročné na úhlovou přesnost díky naklápěcí výkyvné vodicí liště.A further advantage of the solution according to the invention is the ease of manufacture. The hardened guide rails always form one plane on one body and can be machined precisely. The bevel of the guide rail is not demanding in terms of angular accuracy due to the tilting pivoting guide rail.

Příkladné provedení valivého-vedení brousicích jednotek podle vynálezu je znázorněno na výkresech, kde na obr. 1 je znázorněn příčný svislý řez vedením brousicího vřeteníku hrotové brusky, obr. 2 znázorňuje příčný svislý řez nastavení výkyvné vodicí lišty ve volném stavu, obr. 3 znázorňuje detail uchycení talířových pružin a obr. 4 znázorňuje uchycení pravé výkyvné vodicí lišty.An exemplary rolling guiding of the grinding units according to the invention is shown in the drawings, in which Fig. 1 shows a cross-sectional vertical section of the grinding headstock of a grinding wheel; Fig. 2 shows a cross-sectional vertical section of the oscillating guide bar in free condition; Fig. 4 shows the attachment of the right-hand swing guide.

Jak vyplývá z výkresů, tvoří valivé vedení samostatnou uzavřenou skupinu brousicího stroje. Brousicí vřeteník 2 je přes valivé bloky 2 trvale přitlačován k nepohyblivé desce J. a axiální liště 12 prostřednictvím levé výkyvné vodicí lišty J a pravé výkyvné vodicí lišty 13. Levá výkyvná vodicí lišta J je trvale přitlačována na zkosení 51 vodicí lišty J přes valivý blok 11 talířovými pružinami 18, uchycenými na osazení seřizovacího šroubu 19 držáku 10. Držák 10 je přitom pevně spojen s vodicí lištou J spojenou šrouby 8 s deskou 1·As shown in the drawings, the roller guide forms a separate closed group of the grinding machine. The grinding headstock 2 is permanently pressed over the rolling blocks 2 to the stationary plate J and the axial bar 12 by means of the left pivot guide J and the right pivot guide 13. The left pivot guide J is permanently pressed against the chamfer 51 of the guide rail J over the rolling block 11 disc springs 18 fastened to the mounting screw 19 of the holder 10. The holder 10 is rigidly connected to the guide rail J connected by screws 8 to the plate 1 in this case.

Pro nastavení polohy levé výkyvné vodicí lišty J ve volném stavu (tj. při montáži) je levá výkyvná vodicí lišta J opatřena stavěcími šrouby 8 a vůči držáku 10 je polohována maticemi 12.To adjust the position of the left swing guide bar J in the free state (i.e., during assembly), the left swing guide bar J is provided with adjusting screws 8 and is positioned relative to the holder 10 by nuts 12.

Pravá výkyvná lišta 13 je trvale přitlačována na vodicí lištu 6 přes valivý blok 21 tlačnými pružinami 15. Svým druhým čelem jsou tlačné pružiny 15 opřeny o držák 14 výkyvné lišty U, pevně spojený s vodicí lištou 1 šrouby 8. Poloha pravé výkyvné vodicí lišty 13 ve volném stavu je nastavena ustavovacím šroubem £0.The right swinging bar 13 is permanently pressed against the guide bar 6 over the rolling block 21 by compression springs 15. With its second face, the compression springs 15 are supported by the swivel bar holder 14 fixedly connected to the guide bar 1 by screws 8. Position of the right swivel guide bar 13 The free condition is set by the set screw £ 0.

Prostřednictvím neznázorněného přfsuvového mechanismu dochází k posouvání brousicího vřeteníku J po desce 1 lože. Brousicí vřeteník se přitom pohybuje po valivých blocích 2, které tak zachycují hmotnost brousicího vřeteníku £ a svislou složku řezné síly, vznikají217547 cí při broušení. Vodorovná složka řezné síly je zachycována neznázorněným příeuvovým mechanismem a axiální složka řezné síly, působící spolu s předepínajícími silami ve směru osy brousicího kotouče, je zachycována valivými bloky 11 pouze na jedné straně brousicího vřeteníku g, tj. na straně řezného nástroje. Tím odpadá deformace vodicích lišt a axiální lištu 12 je možno umístit co nejblíže k řeznému nástroji. Tím se také poloha řezného nástroje vlivem tepelných deformací, vznikajících např. ohříváním tělesa mazacím olejem, mění co nejméně.The grinding headstock J is moved on the bed plate 1 by means of an infeed mechanism (not shown). The grinding headstock moves on the rolling blocks 2, which thus capture the weight of the grinding headstock 4 and the vertical component of the cutting force generated during grinding. The horizontal component of the cutting force is absorbed by the feed mechanism (not shown) and the axial component of the cutting force, acting together with the biasing forces in the direction of the grinding wheel axis, is absorbed by the rolling blocks 11 only on one side of the grinding headstock g. This eliminates the deformation of the guide rails and the axial rail 12 can be positioned as close as possible to the cutting tool. As a result, the position of the cutting tool also changes as little as possible due to thermal deformations, for example due to the heating of the body with lubricating oil.

Jakost uložení brousicího vřeteníku 2 ve svislé rovině závisí na rovnoběžnosti odpovídajících vodorovných ploch, přičemž požadavky na přesnost se nijak neliší od předcházejících známých vedení. Přesnost uložení brousicího vřeteníku 2 ve svislé rovině a zajištění kolmosti jeho přísuvu k ose obrobku, upnutého v brousicím stroji, závisí na přesnosti axiální lišty 12, ^ve které je trvale přitlačovéna vodici lišta 2 přes zkoseni 51 prostřednictvím levé výkyvné vodicí lišty g.The bearing quality of the grinding headstock 2 in the vertical plane depends on the parallelism of the corresponding horizontal surfaces and the accuracy requirements do not differ from the previous known guides. The accuracy of the grinding headstock 2 in the vertical plane and the perpendicularity of its infeed to the workpiece axis clamped in the grinding machine depend on the accuracy of the axial bar 12, ⁱⁿ which the guide bar 2 is permanently pressed over the chamfer 51 via the left pivot guide g.

Tímto konstrukčním uspořádáním se podstatně zjednodušují nároky na přesnost výroby, nebot u zkosení 51 vodicí lišty 2 není nutné dodržet přesný úhel zkosení, díky možnosti naklépěni levé výkyvné vodici lišty g.This design significantly simplifies the requirements for manufacturing accuracy, since the chamfer 51 of the guide rail 2 does not have to maintain an exact chamfer angle due to the possibility of tilting the left-hand swivel guide rail g.

Z popsané funkce je tedy zřejmé, že konstrukční uspořádání tohoto typu vedení odstranilo potřeby vysoce přesné výroby vzájemně vázaných vodicích ploch. Vedení je výrobně jednodušší a při dimenzování předepnutí zajištuje plně všechny náročné požadavky, kladené na vedení brousicích vřeteníků u jednotlivých rozměrových variant brousicích strojů.Thus, it is apparent from the described function that the design of this type of guide has eliminated the need for highly accurate production of interlocking guide surfaces. The guiding is simpler to manufacture and, when dimensioning the prestressing, it fully meets all the demanding requirements for guiding the grinding headstocks for the individual dimensional variants of the grinding machines.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Rolling guide of grinding units, consisting of rolling blocks, prestressing elements and guide elements, characterized in that the grinding headstock (2) is permanently pressed over the rolling blocks (7) to the stationary plate (1) and the axial bar (12) by means of the left swivel guide rails (9) and right swivel guide rails (13), wherein the left swivel guide rail (9) is permanently pressed against the chamfer (51) of the guide rail (5) over the rolling block (11) by disc springs (18) attached to the adjusting screw (19) of a bracket (10) which is rigidly connected to the guide bar (3), wherein the right-hand pivoting bar (13) is permanently pressed against the guide bar (6) over the rolling block (21) by compression springs (15) the other end of the holder (14), the pivot bars (13), fixedly connected to the guide bar (4).

Rolling guide of grinding units according to claim 1, characterized in that the amount and distribution of the biasing of the left swing guide rail (9) and the right swing guide rail (13) on the guide rails (5), (6) is determined by the number and distribution of disc springs ( 18) and compression springs (15) depending on the external load of the machine tool working unit.

2 sheets of drawings