RU2033916C1

RU2033916C1 - Machine tool for superfinishing of races

Info

Publication number: RU2033916C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Максимов; А.И. Куклин; В.С. Исаев
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "РОЛТОМ"
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1995-04-30

Abstract

FIELD: machining of rolling bearing races. SUBSTANCE: installed on machine bed are at least two spindles with oscillation mechanisms and a mechanism for loading and discharging of races. The latter mechanism has the form of crosspiece with guides, carriages for blanks and pneumatic drive for step-by-step motion of carriages. The crosspiece is mounted on the bed normally thereto while carriages, on the crosspiece guides. The machine tool also comprises an automatic operator with at least two manipulators. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании станков для суперфинишной обработки деталей типа колец подшипников качения. The invention relates to mechanical engineering and can be used to create machines for superfinishing parts such as rings of rolling bearings.

При производстве высокоточных подшипников качения для обеспечения точности геометрической формы и шероховатости дорожек качения кольца подвергают суперфинишной обработке. Суперфиниширование это процесс чистовой обработки поверхностей деталей. Существует несколько путей повышения качества обработки, т.е. класса точности подшипников качения. In the manufacture of high-precision rolling bearings, the rings are subjected to superfinishing to ensure the accuracy of the geometric shape and roughness of the raceways. Superfinishing is the process of finishing surfaces of parts. There are several ways to improve the quality of processing, i.e. accuracy class of rolling bearings.

Известен станок для суперфиниширования желобов колец подшипников, содержащий одну шпиндельную бабку изделия и два суппорта для подвода инструмента к изделию, перемещающихся в горизонтальной плоскости во встречном направлении. Один из суппортов используется для черновой, а второй для чистовой обработки (Мазальский В.Н. Суперфинишные станки. Л. Машиностроение, 1988, с.15, рис.1.17б). A known machine for superfinishing grooves of bearing rings, containing one headstock of the product and two calipers for supplying the tool to the product, moving in the horizontal plane in the opposite direction. One of the calipers is used for roughing, and the second for finishing (Mazalsky V.N. Superfinishing machines. L. Mashinostroenie, 1988, p.15, fig. 17.17).

Недостатками станка являются сложность настройки двух доводочных головок относительно одного шпинделя и необходимость обеспечения в процессе обработки соосности обоих инструментов по отношению к обрабатываемому кольцу. The disadvantages of the machine are the difficulty of setting up two finishing heads relative to one spindle and the need to ensure that the alignment of both tools with respect to the machined ring during processing.

Второй путь-увеличение позиций обработки. Это достигается созданием модулей из станков автоматов доводочно-полировальных модели: ЛЗ-194, 195, 199, 200 (паспорт на станки, станкостроительный завод им. Ильича, г.Ленинград). The second way is to increase processing positions. This is achieved by creating modules from machine tools for automatic polishing models: LZ-194, 195, 199, 200 (passport for machines, machine-tool plant named after Ilyich, Leningrad).

Станки снабжены тремя шпинделями. Один шпиндель служит для загрузки-выгрузки колец, а два других для обработки последовательно в два перехода: черновое и чистовое. Кольца крепят в сменных цанговых патронах. В позиции загрузки-выгрузки цанговый патрон открывается, обработанное кольцо выталкивается и сбрасывается в отводящий лоток. Загрузочный механизм захватывает из подводящего лотка очередную заготовку и досылает ее в патрон. После этого патрон, расположенной в шпинделе, закрывается пружиной и загрузочный патрон возвращается в исходное положение. Внутренние кольца базируются и закрепляются по поверхности отверстия кольца, а наружные по наружной посадочной поверхности. На суппортах, расположенных на боковых сторонах корпуса блока шпинделей, установлены доводочные головки, на шпинделях которых крепятся поворотные рычаги с доводниками. Обе головки приводятся посредством кривошипно-коромысловых механизмов от одного электро- двигателя, установленного на корпусе блока шпинделей. Поворот рычагов доводников, необходимый для ввода их в желоб кольца, производится под действием пневматических цилиндров на доводочных головках. Доводник выводится из отверстия наружного кольца на период поворота барабана со шпинделями. Однако несмотря на то, что станки имеют трехшпиндельную компановку, в обработке участвуют два шпинделя. В свою очередь, создание модулей из таких станков приводит к увеличению занимаемых площадей и к технологическим трудностям, связанным с их обслуживанием в процессе эксплуатации. The machines are equipped with three spindles. One spindle serves for loading and unloading rings, and the other two for processing sequentially in two transitions: rough and finishing. Rings are mounted in replaceable collet chucks. In the loading / unloading position, the collet chuck opens, the machined ring is pushed out and dumped into the discharge tray. The loading mechanism captures the next workpiece from the feed tray and sends it to the cartridge. After that, the cartridge located in the spindle is closed by a spring and the loading cartridge returns to its original position. The inner rings are based and fixed along the surface of the ring opening, and the outer ones on the outer seating surface. On the calipers located on the lateral sides of the spindle block housing, lapping heads are installed, on the spindles of which rotary levers with closers are attached. Both heads are driven by crank mechanisms from one electric motor mounted on the spindle block housing. The rotation of the levers of the closers, necessary to enter them into the groove of the ring, is carried out under the action of pneumatic cylinders on the finishing heads. The closer is removed from the hole of the outer ring for the period of rotation of the drum with spindles. However, despite the fact that the machines have a three-spindle arrangement, two spindles are involved in the processing. In turn, the creation of modules from such machines leads to an increase in occupied space and to technological difficulties associated with their maintenance during operation.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является станок для суперфинишной обработки деталей типа внутренних колец подшипников качения. Станок содержит станину (основание), на которой установлены два шпинделя с доводниками для предварительной (черновой) и финишной (чистовой) обработки, и механизм загрузки-выгрузки в виде: держателя, несущей оправки радиального базирования деталей, выполненное в виде подвижного в осевом направлении сектора, установленного с возможностью поворота вокруг оси, параллельной осям шпинделей и равноудаленной от них; вспомогательного пассивно индексируемого поворотного барабана с открытыми гнездами для деталей, установленный на оси, параллельной осям шпинделей, и призмы-ловителя, установленной на конце подающего лотка. Closest to the proposed invention is a machine for super-finishing parts such as inner rings of rolling bearings. The machine contains a bed (base), on which two spindles are installed with closers for preliminary (rough) and finishing (finishing) processing, and a loading and unloading mechanism in the form of: a holder, a bearing mandrel for radial-based parts, made in the form of an axially movable sector installed with the possibility of rotation around an axis parallel to the axes of the spindles and equidistant from them; auxiliary passively indexable rotary drum with open sockets for parts mounted on an axis parallel to the axes of the spindles, and a prism-catcher mounted on the end of the feed tray.

В начале обработки подвижный сектор находится в крайнем левом положении, оправки введены в кольца и обеспечивают их радиальное базирование. Ролики прижимают кольца к торцам шпинделей, которые приводятся во вращение, и ведут обработку инструментами. По окончании обработки прижимные ролики расходятся, доводники отводятся, подвижный сектор с оправками выдвигается. Готовое кольцо из позиции чистовой обработки скатывается по лотку в тару, а прошедшее черновую обработку кольцо остается в гнезде вспомогательного барабана. Затем подвижный сектор поворачивается вправо до упора. При этом одна оправка входит в очередную заготовку, лежащую в призме, а другая в прошедшее черновую обработку кольцо, расположенное в гнезде вспомогательного барабана. Подвижный сектор поворачивается в крайнее левое положение и цикл повторяется. At the beginning of the processing, the movable sector is in the extreme left position, the mandrels are introduced into the rings and provide their radial base. The rollers press the rings to the ends of the spindles, which are driven in rotation, and are machined with tools. At the end of the processing, the pressure rollers diverge, the closers are retracted, the movable sector with mandrels extends. The finished ring from the finishing position rolls down the tray into the container, and the roughing ring remains in the slot of the auxiliary drum. Then the movable sector turns to the right until it stops. In this case, one mandrel is included in the next workpiece lying in the prism, and the other in the past roughing ring located in the slot of the auxiliary drum. The moving sector rotates to the leftmost position and the cycle repeats.

Недостатком станка является то, что два доводника не обеспечивают достаточной чистоты обработки дорожек качения, необходимой при производстве высокоточных подшипников, а механизм загрузки-выгрузки не позволяет увеличить число позиций обработки за счет размещения на одном станке, например, трех шпиндельных бабок. Это сужает эксплуатационные возможности станка. The disadvantage of the machine is that two closers do not provide sufficient cleanliness of the machining of raceways required in the manufacture of high-precision bearings, and the loading-unloading mechanism does not allow to increase the number of machining positions by placing, for example, three spindle heads on one machine. This limits the operational capabilities of the machine.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей станка за счет увеличения числа позиций обработки. The aim of the invention is to expand the operational capabilities of the machine by increasing the number of processing positions.

Цель достигается тем, что станок для суперфинишной обработки колец, как и в прототипе, содержит основание, установленные на нем по крайней мере два шпинделя с узлами осцилляции и механизм загрузки-выгрузки обрабатываемых колец. В отличие от прототипа станок снабжен автооператором с по крайней мере двумя манипуляторами, а механизм загрузки- выгрузки выполнен в виде установленной на основании нормально к нему траверсы с направляющими, кареток под заготовки, расположенных на направляющих, и пневмопривода шагового перемещения кареток. The goal is achieved in that the machine for super-finishing processing of rings, as in the prototype, contains a base, at least two spindles with oscillation units and a loading-unloading mechanism of the processed rings installed on it. Unlike the prototype, the machine is equipped with an auto-operator with at least two manipulators, and the loading-unloading mechanism is made in the form of a traverse with guides installed on the base normally to it, carriages for workpieces located on the guides, and a pneumatic drive of the carriage's stepping movement.

Предлагаемая конструкция станка позволяет разместить с двух сторон траверсы, например, три шпиндельные бабки с узлом осцилляции доводника на каждой и таким образом вести обработку одновременно на трех позициях. Качество обработки колец подшипников повышается. Выполнение механизма загрузки-выгрузки в виде установленной на основании нормально к нему траверсы с направляющими, в пазах которых установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости кареток под заготовки, обеспечивает компактность станка и удобство обслуживания в процессе эксплуатации. Все это расширяет эксплуатационные возможности станка. The proposed design of the machine allows you to place traverse on two sides, for example, three spindle headstock with a closer oscillation node on each and thus process simultaneously at three positions. The machining quality of the bearing rings is improved. The implementation of the loading and unloading mechanism in the form of a traverse installed on the base normally to it with guides, in the slots of which are mounted with the possibility of reciprocating movement in the vertical plane of the carriages for the workpieces, ensures the compactness of the machine and ease of maintenance during operation. All this extends the operational capabilities of the machine.

На фиг.1 изображена схема станка, вид спереди; на фиг.2 то же вид сверху; на фиг.3 механизм загрузки-выгрузки. Figure 1 shows a diagram of the machine, front view; figure 2 is the same top view; figure 3 mechanism of loading and unloading.

Станок для суперфинишной обработки колец снабжен траверсой 1, которая крепится вертикально на станине 2. С обеих сторон траверсы размещены шпиндельные бабки 3, снабженные доводниками 4. В состав шпиндельной бабки входит собственно шпиндель, узел базирования и закрепления детали. Внутри траверсы 1 размещены вертикальные направляющие 5. Для удобства изготовления вертикальные направляющие выполнены в виде двух пар пластин, соединенных между собой, и закреплены неподвижно на передней стенке траверсы. В пазах вертикальных направляющих 5 установлены каретки 6 для заготовок. Каретки жестко связаны между собой и со штоком пневмоцилиндра 7, расположенным внутри траверсы. Перед траверсой на станине 2 крепится автооператор 8. В корпусе автооператора 8 расположены два пневмоцилиндра 9, каждый из которых обслуживает свои позиции обработки. На штоке пневмоцилиндра 9 закреплена зубчатая рейка 10. Зубчатая рейка входит в зацепление с шестернями 11 поворотного вала 12, на конце которого размещен манипулятор 13. Манипулятор снабжен выдвижным пальцем 14 с приводом от пневмоцилиндра 15, расположенного на нем. Соответственно, если одна позиция обработки (один шпиндель с одной стороны траверсы), то зубчатая рейка 10 входит в зацепление с одной шестерней поворотного вала, а там где две позиции обработки (два шпинделя с другой стороны траверсы), то одна зубчатая рейка 10 входит в зацепление с двумя шестернями 11 двух поворотных валов 12. The machine for superfinishing rings is equipped with a traverse 1, which is mounted vertically on the bed 2. On both sides of the traverse there are spindle heads 3 equipped with closers 4. The spindle head includes the spindle itself, the base and the part fixing assembly. Vertical guides 5 are placed inside the traverse 1. For the convenience of manufacturing, the vertical guides are made in the form of two pairs of plates connected to each other and fixedly mounted on the front wall of the traverse. In the grooves of the vertical guides 5, carriages 6 for blanks are installed. The carriages are rigidly connected with each other and with the rod of the pneumatic cylinder 7 located inside the yoke. Before the traverse on the bed 2, the auto-operator 8 is attached. Two auto-cylinders 9 are located in the body of the auto-operator 8, each of which serves its processing position. A gear rack 10 is fixed on the rod of the pneumatic cylinder 9. The gear rack engages with gears 11 of the rotary shaft 12, at the end of which the manipulator 13 is located. The manipulator is equipped with a retractable finger 14 with a drive from the pneumatic cylinder 15 located on it. Accordingly, if there is one machining position (one spindle on one side of the beam), then gear rack 10 engages with one gear of the rotary shaft, and where there are two machining positions (two spindles on the other side of the beam), then one gear rack 10 is included meshing with two gears 11 of two rotary shafts 12.

Станок работает следующим образом. The machine operates as follows.

Исходное положение: руки 13 автооператора 8 сведены, пальцы 14 втянуты. Кольца лежат в каретках 6. При этом одна позиция загрузочная и три перегрузочные. Работа станка начинаетcя с подачи воздуха в пневмоцилиндр 15, шток которого выдвигается и пальцы 14 входят в кольца 16. Срабатывает пневмоцилиндр 9, руки 13 расходятся и разносят кольца на обработку: устанавливают на опорные ролики, доводники опускаются. Время обработки задается по реле времени. По окончании обработки шток пневмоцилиндра 9 втягивается, руки 13 сходятся и устанавливают кольца 16 на каретки 6, пальцы 14 втягиваются. Затем пневмоцилиндром 7 каретки 6 перемещаются на один шаг вниз. Шаг равен расстоянию между осями шпинделей, которое, в свою очередь, равно расстоянию между осями пальцев 14 рук автооператора 8 в сведенном состоянии. Перемещаясь вниз, траверса нажимает на кнопку 17, которая дает команду пневмоцилиндру 15 на выдвижение пальцев 14. При этом кольцо, прошедшее три позиции обработки, выкатывается по лотку 18, а манипулятор 13 забирает с кареток 6 кольца и разносит на позиции обработки. В это время каретки 6 поднимаются на шаг вверх и по лотку 19 следующее кольцо поступает на обработку. Кольца после обработки поступают на каретки 6 и перемещаются на шаг вниз. Затем цикл повторяется. Starting position: hands 13 of the operator 8 are brought together, fingers 14 are retracted. The rings lie in the carriages 6. In this case, one position is loading and three are overload. The operation of the machine begins with the supply of air to the pneumatic cylinder 15, the rod of which extends and the fingers 14 enter the rings 16. The pneumatic cylinder 9 is activated, the arms 13 diverge and carry the rings for processing: they are mounted on the support rollers, the closers are lowered. Processing time is set by a time relay. At the end of the processing, the rod of the pneumatic cylinder 9 retracts, the hands 13 converge and install the rings 16 on the carriage 6, the fingers 14 are retracted. Then the pneumatic cylinder 7 of the carriage 6 is moved one step down. The step is equal to the distance between the axes of the spindles, which, in turn, is equal to the distance between the axes of the fingers 14 of the hands of the auto-operator 8 in the reduced state. Moving down, the traverse presses the button 17, which instructs the pneumatic cylinder 15 to extend the fingers 14. In this case, the ring that has passed the three processing positions is rolled out on the tray 18, and the manipulator 13 picks up the rings from the carriages 6 and carries them to the processing positions. At this time, the carriages 6 rise one step up and on the tray 19 the next ring goes to the processing. After processing, the rings enter the carriages 6 and move one step down. Then the cycle repeats.

Claims

MACHINE FOR SUPERFINAL RING PROCESSING, comprising a base, at least two spindles with oscillation units mounted on it, and a machined ring loading and unloading mechanism, characterized in that the machine is equipped with an auto operator with at least two manipulators, and the loading and unloading mechanism is made in the form installed on the base of the traverse normally with the guides of the carriages under the workpieces located on the guides, and the pneumatic drive of the stepwise movement of the carriages.