RU2008170C1

RU2008170C1 - Spring end grinding device

Info

Publication number: RU2008170C1
Authority: RU
Inventors: Р.И. Кохало; Ю.Я. Блехман
Original assignee: Уральский научно-технологический комплекс
Priority date: 1992-05-08
Filing date: 1992-05-08
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: grinding. SUBSTANCE: device has a grinding head, a carriage mounted for oscillation and carrying a spring positioning prism. The prism is connected to a mechanism for horizontal and vertical rotation of the prism, the mechanism is mounted in the carriage. A spring-to-tool clamping mechanism engages with the spring end. The device has a spring rotary mechanism made in the form of a drive roller mounted on the carriage over the prism for clamping to the spring. The spring prism is made in the form of freely rotatable rollers mounted on a roller bearing which is a prism axis of rotation. The spring-to-tool clamping mechanism has a pressure head mounted for rotation and self-setting for the spring end. EFFECT: improved structure. 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для абразивной обработки торцов цилиндрических винтовых пружин, преимущественно крупноразмерных, например, для подвижного состава железных дорог и может быть использовано в машиностроительной промышленности. The invention relates to devices for abrasive machining of the ends of coil springs, mainly large, for example, for rolling stock of railways and can be used in the engineering industry.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности, т. е. прототипом, является устройство для шлифования торцов пружин, содержащее шлифовальную бабку, смонтированную на основании, призму для пружин, установленную на каретке, шарнирно закрепленной на основании и связанной с механизмом осцилляции, механизм прижима пружин к инструменту, при этом имеется механизм крепления пружин, закрепленный на каретке над призмой, кроме того, призма снабжена механизмом поворота ее в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Closest to the invention in technical essence, i.e., a prototype is a device for grinding the ends of the springs, comprising a grinding head mounted on the base, a prism for springs mounted on a carriage pivotally mounted on the base and connected to the oscillation mechanism, the spring pressing mechanism to the tool, while there is a mechanism for attaching springs mounted on the carriage above the prism, in addition, the prism is equipped with a mechanism for turning it in horizontal and vertical planes.

Как показал опыт эксплуатации пружинно-шлифовальных автоматов, изготовленных на основе прототипа, пружины имеют неудовлетворительную плоскостность торцов при большом диаметре. Имеются в виду пружины, имеющие диаметр, равный или больше ширины абразивного круга. Это происходит потому, что при выхаживании пружина выходит за пределы шлифовального круга поочередно - справа либо слева, а средняя часть все время подвергается шлифовке, к тому же пружина под действием механизма прижима "выгибается" (имеется в виду опорный виток). Поэтому на плоскости торца пружины в середине получается "яма" - неприлегание к контрольной плите. Либо при другой настройке станка выработка получается с края опорного витка, что вызывает "косину" - неперпендикулярность опорного торца пружины к ее образующей. Следует отметить, что пружины малых диаметров тоже имеют дефекты по плоскостности торца пружины, вызываемые неравномерным износом абразивного круга и другими причинами. As shown by the experience of operating spring grinding machines made on the basis of the prototype, the springs have poor flatness of the ends with a large diameter. This refers to springs having a diameter equal to or greater than the width of the abrasive wheel. This is because when nursing, the spring goes beyond the grinding wheel alternately - to the right or to the left, and the middle part is constantly ground, moreover, the spring "bends" under the action of the clamping mechanism (referring to the support coil). Therefore, on the plane of the end face of the spring in the middle, a “pit” is obtained - non-fit to the control plate. Or, with a different setup of the machine, the output is obtained from the edge of the support coil, which causes a "kosin" - non-perpendicularity of the support end of the spring to its generatrix. It should be noted that springs of small diameters also have defects in the flatness of the end face of the spring, caused by uneven wear of the abrasive wheel and other reasons.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение качества шлифовки торцов пружин. The aim of the invention is the expansion of technological capabilities and improving the quality of grinding the ends of the springs.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено механизмом вращения пружин, выполненным в виде приводного ролика, установленного в каретке над призмой с возможностью прижима к пружине, например, пневмоцилиндром, а призма для пружин выполнена в виде свободно вращающихся роликов, установленных на роликоопоре, являющейся осью поворота призмы, кроме того, механизм прижима пружин к инструменту снабжен нажимной головкой, выполненной с возможностью вращения и самоустановки по торцу пружины, например, на сферическом подшипнике. This goal is achieved by the fact that the device is equipped with a spring rotation mechanism made in the form of a drive roller mounted in the carriage above the prism with the possibility of pressing against the spring, for example, a pneumatic cylinder, and the spring prism is made in the form of freely rotating rollers mounted on a roller bearing, which is the axis the rotation of the prism, in addition, the mechanism of pressing the springs to the tool is equipped with a pressure head made with the possibility of rotation and self-installation at the end of the spring, for example, on a spherical bearing.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемое устройство для шлифования торцов пружин отличается тем, что в нем шлифуемая пружина принудительно вращается вокруг своей оси в процессе шлифовки за счет того, что призма для пружин выполнена в виде свободно вращающихся роликов, установленных на роликоопоре, являющейся осью поворота призмы. Имеется приводной ролик, прижимаемый, например, пневмоцилиндром к пружине и приводящий ее во вращение, а прижим пружины к абразивному кругу осуществляется нажимной головкой, установленной на сферическом подшипнике. При этом, чтобы быстро переходить со шлифовки пружин одного диаметра на другой, роликоопора и прижимная головка сделаны легкосменными - установлены на конусных соединениях. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the proposed device for grinding the ends of the springs differs in that the grindable spring forcibly rotates around its axis during grinding due to the fact that the spring prism is made in the form of freely rotating rollers mounted on a roller support, which is the axis of rotation of the prism. There is a drive roller, pressed, for example, by a pneumatic cylinder to the spring and bringing it into rotation, and the spring is pressed to the abrasive wheel by a pressure head mounted on a spherical bearing. At the same time, in order to quickly switch from grinding springs of one diameter to another, the roller bearings and the clamping head are made easily replaceable - they are mounted on conical joints.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг. 2- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема размещения крупноразмерной пружины на плоскости абразивного круга при ее шлифовке; на фиг. 5 показан типичный дефект, возникающий при шлифовке пружин больших диаметров. In FIG. 1 shows the proposed device, a top view; in FIG. 2- section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1; in FIG. 4 - layout of a large-sized spring on the plane of the abrasive wheel during grinding; in FIG. 5 shows a typical defect that occurs when grinding large diameter springs.

Устройство содержит шлифовальную бабку 1 с абразивным кругом 2, имеющим вращение от электродвигателя 3. Бабка установлена с возможностью перемещения по станине 4. Перемещается она от цилиндра 5 или от ручного привода 6. На станине 4 также установлена с возможностью качания на валу 7 каретка 8. Внутри каретки 8 установлен с возможностью поворота вал 9, который имеет на конце цапфу 10, в которой закреплена призма для пружин, состоящая из роликоопоры и роликов. В цапфу вставлена на конусе роликоопора 11. Посадочный конус имеет прямоугольный хвостовик 12, передающий вращающий момент. Внутри вала 9 имеется механизм поворота роликоопоры 11 на 180^о в горизонтальной плоскости, состоящий из зубчатореечной передачи 13, рейка которой является элементом встроенного в вал 9 цилиндра 14. Снаружи вала 9 в каретке 8 находится механизм поворота роликоопоры на 90^о в вертикальной плоскости, состоящий из шестерни 15, закрепленной на валу 9, шток-рейки 16, получающей возвратно-поступательное движение от цилиндров 17, закрепленных снаружи каретки. Внутри каретки 8 установлен пневмоцилиндр 18. В его шток посредством конусного соединения установлена нажимная головка 19, причем передача нажимного усилия на пружину производится через сферический подшипник 20.The device comprises a grinding headstock 1 with an abrasive wheel 2, having rotation from an electric motor 3. The headstock is mounted with the ability to move around the frame 4. It moves from the cylinder 5 or from the manual drive 6. On the frame 4 is also mounted with the possibility of swinging on the shaft 7 of the carriage 8. Inside the carriage 8, a shaft 9 is mounted with a possibility of rotation, which has an axle 10 at the end, in which a prism for springs is fixed, consisting of a roller support and rollers. A pin 13 is inserted in the pin on the cone. The landing cone has a rectangular shank 12 that transmits torque. Inside the shaft 9 has a turning mechanism 11 roller 180 in ^a horizontal plane consisting of zubchatoreechnoy transmission 13, which rake member is embedded in the cylinder 14. The shaft 9 outside the shaft 9 in the carriage 8 is located on the rotation roller mechanism ⁹⁰ in a vertical plane, comprising from the gear 15, mounted on the shaft 9, the rod-rack 16, receiving reciprocating movement from the cylinders 17, mounted outside the carriage. A pneumatic cylinder 18 is installed inside the carriage 8. A pressure head 19 is installed in its rod by means of a conical connection, and the pressure is transmitted to the spring through a spherical bearing 20.

Сферический подшипник 20 для уменьшения трения выполнен шариковым, (на чертежах не показано). В каретке 8 также установлен механизм вращения пружины, состоящий из двигателя 21, вала 22 с шестерней на конце. Эта шестерня передает вращение приводному ролику 23, закрепленному на кривошипе 24, установленному с возможностью поворота на корпусе 25 механизма вращения. Кривошип связан со штоком цилиндра 26 шарнирным соединением. Spherical bearing 20 to reduce friction is made ball, (not shown in the drawings). The carriage 8 also has a spring rotation mechanism consisting of an engine 21, a shaft 22 with a gear at the end. This gear transmits rotation to the drive roller 23, mounted on a crank 24, mounted to rotate on the housing 25 of the rotation mechanism. The crank is connected to the cylinder rod 26 by a swivel joint.

В роликоопоре 11 на осях, закрепленных за середину, консольно установлены ролики 27, которые собственно и образуют призму для укладки пружин. Эти ролики свободно вращаются для уменьшения трения на шарикоподшипниках. Для перенастройки на другие типоразмеры пружин производится замена комплекта, состоящего из роликоопоры 11, роликов 27 и нажимной головки 19. Нажимная головка 19 выполняется равной диаметру пружины, а т. к. она находится на высоте центра абразивного круга, то ролики 27 в роликоопоре 11 соответствующим образом выставлены, чтобы ось пружины совпадала с осью пневмоцилиндра 18. Крепятся нажимные головки 19 и роликоопоры 11 конусными соединениями и поэтому легко меняются при переходе на шлифовку разных типоразмеров пружин. In the roller support 11, on the axes fixed to the middle, the rollers 27 are cantilevered, which actually form a prism for laying the springs. These rollers rotate freely to reduce friction on ball bearings. For reconfiguration to other standard sizes of springs, a set consisting of a roller support 11, rollers 27 and a pressure head 19 is replaced. The pressure head 19 is equal to the diameter of the spring, since it is at the height of the center of the abrasive wheel, then the rollers 27 in the roller support 11 are corresponding are set in such a way that the axis of the spring coincides with the axis of the pneumatic cylinder 18. The pressure heads 19 and the roller bearings 11 are mounted with conical connections and therefore easily change when switching to grinding different sizes of springs.

Тягой 28 каретка 8 соединена с механизмом выхаживания, представляющего собой регулируемый эксцентрик 29, закрепленный на тихоходном валу редуктора 30, приводимого двигателем 31. Позицией 32 обозначена подлежащая шлифовке пружина. На станине 4 напротив роликоопоры 11 установлен механизм загрузки и выгрузки, представляющий собой каретку 33 с лотками загрузки 34 и выгрузки 35. Поднимается и опускается каретка пневмоцилиндром 36. Пружины на шлифовку подаются конвейером 37, например цепным, удаляются обработанные пружины конвейером 38, расположенным по уровню выше подающего конвейера, Конвейер 37 в зоне загрузки имеет сталкиватель 39. Позицией 40 обозначена стенка загрузчика. Буквой В обозначено положение призмы при шлифовке пружины, буквой Г - положение призмы при выгрузке отшлифованной пружины, буквой Д - положение призмы при загрузке пружины для шлифовки. Traction 28 carriage 8 is connected to the nursing mechanism, which is an adjustable eccentric 29, mounted on a low-speed shaft of the gearbox 30, driven by the motor 31. Position 32 indicates the spring to be polished. On the bed 4, opposite the roller support 11, a loading and unloading mechanism is installed, which is a carriage 33 with loading trays 34 and unloading 35. The carriage rises and lowers with a pneumatic cylinder 36. The grinding springs are fed by a conveyor 37, for example a chain one, the processed springs are removed by a conveyor 38 located at the level above the feed conveyor, the Conveyor 37 in the loading zone has a pusher 39. 40 indicates the wall of the loader. The letter B indicates the position of the prism during grinding of the spring, the letter G - the position of the prism when unloading the polished spring, the letter D - the position of the prism when loading the spring for grinding.

Цикл станка автоматизирован установкой в крайних положениях механизмов датчиков и обычно применяемыми средствами электроавтоматики. На чертежах эти элементы не показаны. The machine cycle is automated by the installation in extreme positions of the sensor mechanisms and commonly used electroautomatic devices. In the drawings, these elements are not shown.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Пружина 32 поступает по конвейеру 37 с предыдущей операции обработки, например с пресса-автомата обжатия пружин. В зоне шлифовки для пружины имеется упор с датчиком (не показаны), по команде которого сталкиватель 39 сталкивает пружину в лоток 34 каретки 33 загрузчика. Каретка 33 поднимается в верхнее положение и одновременно роликоопора 11 поворачивается в положение Д. Поворот осуществляет шток-рейка 16 от цилиндров 17. В верхнем положении каретки 33 (фиг. 3) пружина скатывается по лотку 34 в призму (ролики 27, закрепленные на роликоопоре 11). Призма занимает положение В. Приводной ролик 23 поворачивается кривошипом 24 от цилиндра 26 и прижимается к пружине 32. Бабка 1 подводится цилиндром 5 до взаимодействия абразивного круга 2 с торцом пружины (фиг. 2). Затем нажимная головка 19, действующая от пневмоцилиндра 18, прижимает пружину торцом к абразивному кругу 2. Одновременно включается двигатель 21, который через вал и шестерни вращает приводной ролик 23, в результате вращается пружина. The spring 32 enters the conveyor 37 from a previous processing operation, for example, from a press machine for compression of springs. In the grinding zone for the spring there is a stop with a sensor (not shown), at the command of which the pusher 39 pushes the spring into the tray 34 of the boot carriage 33. The carriage 33 rises to the upper position and at the same time the roller support 11 rotates to position D. The rotation carries out the rod-rail 16 from the cylinders 17. In the upper position of the carriage 33 (Fig. 3), the spring rolls down the tray 34 into the prism (rollers 27 mounted on the roller support 11 ) The prism is in position B. The drive roller 23 is rotated by a crank 24 from the cylinder 26 and pressed against the spring 32. The headstock 1 is brought in by the cylinder 5 until the abrasive wheel 2 interacts with the end of the spring (Fig. 2). Then the pressure head 19, acting from the pneumatic cylinder 18, presses the spring end face to the abrasive wheel 2. At the same time, the engine 21 is turned on, which rotates the drive roller 23 through the shaft and gears, as a result, the spring rotates.

Включается механизм выхаживания, который посредством тяги 28, эксцентрика 29 придает возвратно-поступательное движение каретке 8, а следовательно, и призме с пружиной. Идет процесс шлифовки торца пружины. Пружина лежит на роликах, имеющих оси на шарикоподшипниках. Нажимная головка 19 также имеет сферический шарикоподшипник, поэтому самоустанавливается по необработанному (неровному) торцу пружины. Эти решения обеспечивают минимальное сопротивление вращению пружины, что позволяет ролику 23 вращать ее. The nursing mechanism is activated, which, by means of a thrust 28, an eccentric 29 imparts a reciprocating movement to the carriage 8, and therefore to the prism with the spring. There is a process of grinding the end of the spring. The spring lies on rollers having axles on ball bearings. The pressure head 19 also has a spherical ball bearing, therefore, it is self-aligning along the untreated (uneven) end of the spring. These solutions provide minimal resistance to the rotation of the spring, which allows the roller 23 to rotate it.

Время шлифовки определяется опытным путем и задается реле времени. По окончании шлифовки одного торца пружины нажимная головка 19 отходит в исходное положение, приводной ролик 23 поворачивается в исходное положение, бабка 1 цилиндром 5 отводится от призмы и призма с пружиной поворачивается в горизонтальной плоскости на 180^о, подставляя для шлифовки второй торец пружины. Поворот происходит от зубчато-реечной передачи 13 и цилиндра 14. Происходит новый цикл шлифовки, аналогичный предыдущему.Grinding time is determined empirically and a time relay is set. Upon completion of grinding one end of the spring push head 19 moves to the initial position, the drive roller 23 is rotated to the original position headstock 1 is removed from the cylinder 5 of the prism and the prism with the spring is rotated in a horizontal plane at ^180, substituting for the grinding of the second spring end. The rotation occurs from the rack and pinion gear 13 and cylinder 14. A new grinding cycle occurs, similar to the previous one.

По окончании шлифовки второго торца пружины вновь нажимная головка 19, приводной ролик 23, бабка 1 занимают исходное положение, останавливается механизм выхаживания, а призма с пружиной, штоком-рейкой 16 поворачиваются в положение Г. Пружина выкатывается из призмы в лоток 35, где удерживается стенкой подъемника 40. Если на конвейере 37 есть очередная пружина, то цикл вновь повторяется, как было описано. Только готовая пружина при подъеме каретки 33 выкатывается из лотка 35 на конвейер 38, т. к. в верхнем положении каретки стенки 40 подъемника нет и ничто не удерживает пружину. Конвейер 38 увозит пружину в следующий по технологии агрегат, например в дробеметную камеру. При отсутствии пружин на конвейере 37 устройство шлифовки останавливается до появления пружин. At the end of grinding the second end of the spring, the pressure head 19, the drive roller 23, the headstock 1 return to their original position, the nursing mechanism stops, and the prism with the spring, rod-rod 16 are turned to position G. The spring is rolled out of the prism into the tray 35, where it is held by the wall lift 40. If there is another spring on the conveyor 37, then the cycle is repeated again, as described. Only the finished spring when lifting the carriage 33 is rolled out of the tray 35 onto the conveyor 38, because in the upper position of the carriage there is no wall 40 of the lift and nothing holds the spring. Conveyor 38 takes the spring to the next technology unit, for example, to a shot blasting chamber. If there are no springs on the conveyor 37, the grinding device stops until the springs appear.

Устройство позволяет шлифовать широкий диапазон пружин по диаметру и длине с обеспечением высокого качества как по плоскостности торцов пружины, так и по "косине" (т. е. неперпендикулярности торцов относительно оси пружины). Это возможно благодаря вращению пружины в процессе ее шлифовки в сочетании с выхаживанием. Значительно расширяются технологические возможности, т. к. можно шлифовать пружины больших диаметров, выступающих за пределы абразивного круга. The device allows you to grind a wide range of springs in diameter and length, ensuring high quality both in the flatness of the ends of the spring and in the "kosin" (ie, the non-perpendicularity of the ends relative to the axis of the spring). This is possible due to the rotation of the spring during grinding in combination with nursing. The technological capabilities are expanding significantly, since it is possible to grind springs of large diameters protruding beyond the abrasive wheel.

Переход на шлифовку пружин других размеров осуществляется путем замены призмы (роликоопоры 11 с роликами 27) и нажимной головки 19. Они легкосменные, установлены на конусных соединениях. Кроме того, важно отрегулировать эксцентриситет эксцентрика 29. Для малых по диаметру пружин устанавливается большая амплитуда выхаживания, для больших по диаметру пружин устанавливается малая амплитуда выхаживания. Это делается для равномерного износа абразивного круга. Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать весь процесс шлифования крупноразмерных пружин с высоким качеством шлифовки торцов и широкой номенклатурой пружин по диаметру и длине. (56) Авторское свидетельство СССР 1458169, кл. B 24 B 7/16, 1989. The transition to grinding springs of other sizes is carried out by replacing the prism (roller bearings 11 with rollers 27) and the pressure head 19. They are easily replaceable, mounted on conical joints. In addition, it is important to adjust the eccentricity of the eccentric 29. A large nursing amplitude is set for small springs, a small nursing amplitude is set for large springs. This is done to uniformly wear the abrasive wheel. The proposed device allows you to automate the entire process of grinding large springs with high quality grinding of the ends and a wide range of springs in diameter and length. (56) Copyright certificate of the USSR 1458169, cl. B 24 B 7/16, 1989.

Claims

1. A device for grinding end faces of springs, comprising a grinding head mounted on a base, a prism for springs mounted on a carriage pivotally mounted on a base and connected to an oscillation mechanism, a mechanism for pressing the springs to the tool and a mechanism for rotating the prism in horizontal and vertical planes the fact that it is equipped with a spring rotation mechanism made in the form of a drive roller mounted on a carriage above a prism with the possibility of pressing it against a spring, for example, a pneumatic cylinder, while The spring cage is made in the form of freely rotating rollers mounted on a roller support, which is the axis of rotation of the prism in the horizontal plane, and the spring pressing mechanism to the tool is equipped with a pressure head mounted for rotation and self-installation and designed to interact with the end of the spring, for example, on a spherical bearing.

2. The device according to p. 1, characterized in that the clamp of the drive roller is made in the form of a pneumatic cylinder.

3. The device according to p. 1, characterized in that the pressure head is connected to the mechanism of pressing the springs to the tool by means of a spherical bearing.