CS322291A3 - Method for fine grinding races on their outer surface or on their inner surface and apparatus for making the same - Google Patents

Description

MP-1137-91-Če

Způsob jemného broušení kroužků, zejména oběžných kroužků vá-lečkových ložisek a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu jemného broušení kroužků na jejichvnější ploše nebo na jejich vnitřní ploše, zejména jemného brou-šení oběžných kroužků válečkových ložisek, přičemž kroužek urče-ný k opracování se upne v upínacím přípravku s centrovánímhydraulickým centrovacím prostředkem a pohání rotačně hnacímdílem, přičemž plocha kroužku určená k opracování se při brou-šení podrobuje měření, a přičemž postup broušení se podle změře-ných hodnot měření řídí a/nebo reguluje. Vynález se dále týkázařízení k provádění tohoto způsobu.

Rozumí se, že hodnoty měření se pomocí vhodných prostřed-ků elektricky shromažďují a vyhodnocují, k čemuž slouží moderní,zejména elektronické pomocné prostředky měřicí a regulační tech-niky skýtající větší počet možností, dokonce s využitím počítače.Změřené hodnoty prakticky definují skutečnou hodnotu. Řízení ne-bo regulace se provádí například podle míry předem stanovenéhoúběru materiálu jako požadované hodnoty. Zejména u kroužků vá-lečkových ložisek s vysokou frekvencí otáčení jsou kladeny napřesnost úběru materiálu vysoké požadavky. Kromě toho musí býtzajištěno, že kruhovitost kroužků při jejich obrábění neutrpí.Centrování hydraulickým centrovacím prostředkem se označujerovněž jako hydrocentrování (viz DE 18 05 307).

Dosavadní stav techniky

Uvedené hydrocentrování se může provádět pomocí na obvoděuzavřeného upínacího přípravku obrobku, avšak i pomocí botkovi-tých hydrocentrovacích elementů. Hydrocentrování umožňuje upnout 2 kroužky určené k opracování tak, že nemůže nastat tímto upnutímdeformace, jako například u mechanického upnutí tříčelistovýmsklíčidlem. Proto umožňuje hydrocentrování opracování jemnýmbroušením s vysokou přesností. Rozumí se, že opracovávanékroužky je nutno pomocí vhodného pomocného prostředku, napříkladpomocí přítlačných válečků, přitlačovat k hnacímu dílu.

Podle známých opatření, na jejichž analýzu se vynález odka-zuje, se provádí měření pomocí mechanických čidel, která podnepatrným přítlakem dosedají na opracovávanou plochu kroužku,a která jsou například opatřena jemnými diamantovými hroty. Přitom však není možno vyloučit, že hroty čidel nezanechají žád-né stopy na opracovávaném povrchu kroužku. Nepatrná nekruhovitostkterá je neodstranitelná, a kterou mají kroužky z předcházejícívýroby, může rovněž způsobovat rušivé kmitání měřicího systému.Podle dalších známých opatření pro jemné broušení kroužků, nakteré vynález navazuje, se měření provádí jako bezdotykové.

Za tím účelem se na opracovávanou plochu přivádí ve volném paprskuz dýzy proud měřicího vzduchu, takže mezi dýzou a opracovávanouplochou vznikne jakoby škrticí štěrbina. Změny šířky této škrti-cí štěrbiny, projevující se rozdílnou vzdáleností opracovávanéplochy od dýzy, způsobí v proudu vzduchu, který je přiváděn dodýzy vedením,tlakové výchylky, které se zaznamenávají a popsa-ným způsobem vyhodnocují. V tomto případě je při vysokých poža-davcích přesnost měření nedostatečná a rovněž nelze ani vylou-čit rušivé kmitání. A konečně bylo v souvislosti s opracovává-ním rovných ploch jemným broušením navrženo použít jako čidlapaprsek kapaliny, zejména paprsek oleje. Pokusy, které nepatřído známého stavu techniky, s takovým paprs kem kapaliny u způso-bu jemného broušení kroužků na jejich vnější ploše nebo na je-jich vnitřní ploše, zejména u jemného broušení oběžných kroužkůválečkových ložisek, však neměly úspěch a spíše vedly k poruchámcentrování. Přesnost měření se ukázala jako nedostatečná.

Okolem vynálezu je vytvořit způsob jemného broušení kroužků 3 na jejich vnější ploše nebo na jejich vnitřní ploše, zejménajemného boušení oběžných kroužků válečkových ložisek, pomocíněhož je možno provádět měření s velkou přesností a bez poruchzpůsobených kmitáním.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje způsob jemného broušení kroužků na je-jich vnější ploše nebo na jejich vnitřní ploše, zejména jemnéhobroušení oběžných kroužků válečkových ložisek,přičemž kroužekurčený k opracování se upne v upínacím přípravku s centrovánímhydraulickým centrovacím prostředkem a pohání rotačně hnacímdílem, přičemž plocha kroužku určená k opracování se při brouše-ní podrobuje měření, a přičemž postup broušení se podle změřenýchhodnot měření řídí a/nebo reguluje, podle vynálezu, jehož podsta-tou je, že se provádí bezdotykové měření alespoň dvěma stejnýmiměřicími hlavami, z nichž vždy z alespoň jednoho dýzového otvoruvystupuje hydraulický prostředek totožný s centrovacím prostřed-kem, že měřicí hlavy se pro kompenzaci měřicího tlaku uspořádajírozmístěné ekvidistantně po obvodu opracovávané plochy kroužku,a že hydraulický měřicí prostředek se zavádí do vrstvy měřicí-ho a hydraulického prostředku, aniž by tvořil volný paprsek,kterou opracovávaná plocha unáší, a která se tvoří mezi měřicíhlavou a plochou kroužku.

Vynález spočívá na poznatku, že není možné při jemnémbroušení kroužků a zejména oběžných kroužků válečkových ložisekpracovat s volným paprskem měřicího vzduchu nebo s volným papr-skem měřicí kapaliny. Vpředu popsané poruchy je možno odstranit,když se pracuje s měřicími hlavami, z nichž měřicí prostředekvstupuje do vrstvy měřicího a centrovacího prostředku,aniž byvytvářel volný paprsek, která se nutně při opracovávání kroužkůna jejich vnitřní nebo vnější ploše vytvoří, když se centrová-ní provádí hydraulickým centrovacím prostředkem. Bez poruchcentrování se může s poměrně vysokými tlaky měřicího prostředku 4 a tím i centrovacího prostředku pracovat tehdy, když je popsa-ným způsobem zajištěno, že měřicí hlavy jsou pro kompenzaciměřicího tlaku uspořádány rozmístěné ekvidistantně po obvoduopracovávané plochy kroužku.

Kompenzace měřicího tlaku znamená, že se ruší síly, kterévzniknou tím, že měřicí prostředek působí na opracovávané ploše kroužku značným tlakem. Protože je měřicí prostředekhydraulickým měřicím prostředkem, je možno viskozitu nastavittak, že dříve popsaná chvění už nemohou nastat. Rozumí se, žeprůřezy proudu pro přívod měřicího prostředku do měřicích hlavnejsou příliš velké a vedení samotná jsou provedena mírně elas-ticky deformovatelně. Podle výhodného provedení vynálezu se ja-ko měřicího a centrovacího prostředku použije hydraulickéhooplachovacího prostředku obvyklého při jemném broušení.

Zvlášt výhodné je, že u způsobu podle vynálezu může býtcentrovací prostředek a měřicí prostředek použit současně jakochladicí prostředek, takže u opracovávaných kroužků nedocházík rušivým tepelným prodloužením, způsobeným teplem z obrábění.Podle vynálezu se proto pracuje s množstvím měřicího prostředkudostatečným současně i pro chlazení. Množství měřicího prostřed-ku a centrovacího prostředku mohou být odebírána ze stejnéhotlakového systému. Do rámce vynálezu přitom spadá i ochlazová-ní centrovacího respektive měřicího prostředku pomocí vhodnéhovýměníku tepla.

Aby bylo možno provádět dostatečnou kompenzaci měřicíhotlaku, může se pracovat se dvěma měřicími hlavami ležícími dia-metrálně proti sobě. Podle zvlášř výhodného provedení vynálezuse pracuje se třemi měřicími hlavami uspořádanými po obvoduopracovávané plochy kroužku přesazené o 120°. Výhodné přitomje, když jsou měřicí hlavy provedeny identicky. Předmětem vynálezu je rovněž zařízení k provádění uvedené- ho způsobu, přičemž podstatou vynálezu je, že měřicí hlavy jsou v radiálním směru vůči opracovávanému povrchu, tam a zpět, stavi 5 telné. V nejjednodušším případě mohou být měřicí hlavy opatře-ny dýzovými trubkami, uspořádanými v radiálním směru, nebo mo-hou dokonce z těchto dýzových trubek sestávat. Existuje ovšemi možnost vytvořit zařízení tak, že měřicí hlavy jsou tvořenyměřicími botkami, jejichž měřicí plocha je zakřiveně přizpůso-bena opracovávané ploše kroužku, a že dýzový otvor ústí v tétoměřicí ploše. Přitom mohou mít dýzové otvory všech měřicích hlavs výhodou stejný průměr, a měly by být upraveny k vydávání stej-ného množství proudu měřicího prostředku. Změřené hodnoty se mo-hou od jednotlivých měřicích hlav nebo od jednotlivých proudůměřicího prostředku přiváděných jednotlivým měřicím hlavám ode-bírat a jednotlivě nebo integrované vyhodnocovat. Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladu provedenípodle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schéma zařízení pro provádění způsobupodle vynálezu v pohledu ve směru osy opracovávaného kroužku, obr. 2 řez A-A z obr. 1 s některými konstrukčními detaily a obr. 3 další formu provedení zařízení podle vynálezu, oprotiobr. 1. Příklady provedení vynálezu

Zařízení znázorněné na obrázcích je určeno k jemnému brouše-ní kroužků 1_ na jejich vnitřní ploše (obr. 1 a 2) nebo na jejichvnější ploše (obr. 3).

Na obrázcích je nejprve vidět upínací přípravek 2_, který nerotuje a je na stroji upevněn, pro opracovávaný kroužek 1^, přičemž centrování se provádí hydraulickým centrovacím prostřed- kem _3, který se přivádí pomocí zvláštních děr a kanálů, což není znázorněno. Na obr. 2 je vidět, že opracovávaný kroužek 1^, upnutý 6 v upínacím přípravku 2^, je rotačně unášen hnacím dílem 4_, ses-távajícím z hřídele a k němu připevněného kotouče. K uvedenémuhnacímu dílu 4_ je zapotřebí ještě přítlačného zařízení, kteréopracovávaný kroužek _1 k hnacímu dílu 4_ přitlačuje. Toto pří-tlačné zařízení není znázorněno.

Opracovávaná plocha kroužku 1^ se při broušení podrobujebezdotykovému měření. Na obr. 1 a 3 je vidět, že za tím účelemjsou upraveny měřicí hlavy 5_, které jsou v radiálním směru vzhledem k opracovávanému povrchu stavitelné. Tato stavitelnost seprovádí pohybem v radiálním směru tam a zpět, což je naznačenodvojitými šipkami. Přitom je možno mezi opracovávanou plochoukroužku 1^ a měřicí hlavou 5_ nastavit velmi jemnou mezeru neboštěrbinu. Na obr. 1 a 3 je tato štěrbina znázorněna značněpřehnaně velká, šířka této štěrbiny leží řádově v rozsahu mikro-metrů ^um. Měřicí hlavy _5 jsou pro kompenzaci měřicího tlakurozmístěny ekvidistantně po obvodu opracovávané plochy kroužku1_. Jsou vždy opatřeny alespoň jedním dýzovým otvorem 6_, z něhožvystupuje hydraulický měřicí prostředek totožný s centrovacímprostředkem. Měřicí prostředek vystupuje do vrstvy 7_ měřicíhoa centrovacího prostředku, aniž by vytvářel volný paprsek, kte-rá je rovněž znázorněna s přehnanou tlouštkou. Tato vrstva T_ mě-řicího a centrovacího prostředku se vytváří mezi opracovávanouplochou kroužku 1_ a každou měřicí hlavou 5_.

Na obr. 1 je znázorněno, že měřicí hlavy 5. jsou provedenyjako měřicí botky, jejichž měřicí plocha je svým zakřivenímpřizpůsobena opracovávané ploše kroužku JL. Dýzové otvory 6_, jakznázorňuje obr. 2, ústí do uvedené měřicí plochy. V příkladuprovedení a podle výhodného provedení vynálezu mají dýzové otvo-ry 6. všech měřicích hlav 5_ stejný průměr. Jsou rovněž upravenyk vydávání stejného množství proudu měřicího prostředku.

Na obr. 3 je znázorněno, že měřicí hlavy 5. mohou být rovněžopatřeny nebo dokonce tvořeny dýzovými trubkami 8_, upravenýmiv radiálním směru. 7

Uvedenými zařízeními je možno způsob podle vynálezu provádět velmi jednoduše. Jestliže se jedná o opracovávání oběžnýchkroužků válečkových ložisek, potom mohou být měřicí hlavy _5 ra-diálním přestavením zavedeny do oběžných drážek kroužku a uve-deny do pracovní polohy.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ - 8 - τ— — N A R O D cx ? !O'. o; ; es . o 77- j ?řší i -< rn > o 9 oc to L_i. <_[ K Y — J

   1. Způsob jemného broušení kroužků na jejich vnější plo-še nebo na jejich vnitřní ploše, zejména jemného broušení obě-žných kroužků válečkových ložisek, přičemž kroužek určený k opracování se upne v upínacímpřípravku s centrováním hydraulickým centrovacím pros-tředkem a pohání rotačně hnacím dílem, přičemž plocha kroužku určená k opracování se při broušenípodrobuje měření, a přičemž postup broušení se podle změřenýchhodnot měření řídí a/nebo reguluje, vyznačující setím, že se provádí bezdotykové měření alespoň dvěma stejnýmiměřicími hlavami, z nichž vždy z alespoň jednoho dýzového otvo-ru vystupuje hydraulický prostředek totožný s centrovacím pros-tředkem, že měřicí hlavy se pro kompenzaci měřicího tlaku uspo-řádají rozmístěné ekvidistantně po obvodu opracovávanéplochy kroužku, a že hydraulický měřicí prostředek se zavádí do vrstvy měřicíhoa hydraulického prostředku, aniž by tvořil volný paprsek, kterouopracovávaná plocha kroužku unáší, a která se tvoří mezi měřicíhlavou a plochou kroužku.
2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující setím, že jako měřicí a centrovací prostředek se použije hydra-ulický oplachovací prostředek obvyklý při jemném broušení.
3. 3. Způsob podle jednoho z nároků 1 nebo 2, vyznaču-jí c í se t í m, že se pracuje s množstvím měřicího prost-ředku, působícím současně jako chladicí prostředek. 9
4. 4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznaču-jící se tím, že množství měřicího prostředku a množstvícentrovacího prostředku se odebírají ze stejného tlakového systé-mu.
5. 5. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznaču-jí c í se t í m, že se pracuje s diametrálně proti soběležícími měřicími hlavami.
6. 6. Způsob podle jednoho z nároků laž 4, vyznaču-jící se t í m, že se pracuje se třemi měřicími hlavami,uspořádanými po obvodu opracovávané plochy kroužku přesazené o120°.
7. 7. Zařízení k provádění způsobu podle jednoho z nároků 1až 6,vyznačující se tím, že měřicí hlavy (5)jsou v radiálním směru stavitelné.
8. 8. Zařízení podle nároku 7,vyznačující setím, že měřicí hlavy (5) jsou tvořeny dýzovými trubkami (8),uspořádanými v radiálním směru.
9. 9. Zařízení podle nároku 7,vyznačující setím, že měřicí hlavy (5) jsou tvořeny měřicí botkou, jejížměřici plocha je zakřiveně přizpůsobena opracovávané plošekroužku (1), a že dýzový otvor (6) ústí v měřicí ploše.
10. 10. Zařízení podle jednoho z nároků laž 9, vyzná 10 č u j íhlav (5)množství : 1 s e t í m, že dýzové otvory (6) všech měřicíchmají stejný průměr a jsou upraveny k vydáváni stejnéhoproudů měřicího prostředku.