RU2069616C1 - Threaded surface finishing apparatus - Google Patents
Threaded surface finishing apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069616C1 RU2069616C1 SU4928866A RU2069616C1 RU 2069616 C1 RU2069616 C1 RU 2069616C1 SU 4928866 A SU4928866 A SU 4928866A RU 2069616 C1 RU2069616 C1 RU 2069616C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- spindle
- tool
- bolt
- drive
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Устройство относится к вспомогательным устройствам доводочных станков и может быть применено в машиностроении в станках для доводки прецизионных резьбовых поверхностей, в том числе, резьбовых поверхностей калибров, ходовых винтов и т.д. The device relates to auxiliary devices of lapping machines and can be used in mechanical engineering in machines for lapping precision threaded surfaces, including threaded surfaces of calibers, spindles, etc.
Известно устройство для доводки резьб, содержащее шпиндель с инструментом и гильзу для закрепления в ней детали, установленную в суппорте станка или приводимую в движение от руки рабочего. A device is known for fine-tuning threads, comprising a spindle with a tool and a sleeve for securing parts therein, mounted in a machine support or driven by a worker.
Известны устройства, содержащие приводной шпиндель и инструментальный шпиндель, в котором закреплен патрон с размещенным в нем инструментом (метчиком) и связанный с ним через посредство установочного элемента витой пружиной сжатия. Known devices comprising a drive spindle and a tool spindle, in which a chuck is mounted with a tool (tap) placed in it and connected through a mounting element by a twisted compression spring.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство для доводки деталей, принятое за прототип, содержащее корпус с размещенным в нем инструментальным шпинделем и гильзу для установки детали, связанную с одним концом установочного элемента, выполненного в виде витой пружины растяжения, расположенного концентрично инструментальному шпинделю и прикрепленного другим концом к инструментальному шпинделю. The closest technical solution to the claimed one is a device for fine-tuning parts, taken as a prototype, comprising a housing with a tool spindle housed in it and a sleeve for installing a part connected to one end of a mounting element made in the form of a twisted tension spring located concentrically to the tool spindle and attached the other end to the tool spindle.
Однако жесткое крепление патрона с инструментом (деталью) и такое же крепление суппорта с другой деталью способствуют появлению угла рассогласования осей деталей в процессе обработки, что приводит к искажению формы обрабатываемой поверхности от биения инструментального шпинделя. Установка одной из деталей (как правило, втулки), в руке рабочего способствует "слежению" детали за биением шпинделя, при этом рука рабочего с деталью автоматически повторяет циклические движения в пределах угла биения шпинделя, следуя в точности за шпинделем. Но тогда рабочий бессменно находится рядом с деталью, обработка которой, в зависимости от размеров детали, может длиться час и более. При этом механическое следование за шпинделем с необходимостью осевого перемещения детали притупляет приобретенные квалификационные навыки рабочего и точность обрабатываемой поверхности может быть резко снижена к концу обработки. Тем не менее возможность автоматического следования за шпинделем определяет преимущественное применение ручного труда на операциях прецизионной доводки. However, the rigid fastening of the chuck with the tool (part) and the same fastening of the caliper with another part contribute to the appearance of an angle of misalignment of the axes of the parts during processing, which leads to a distortion of the shape of the surface being treated from the runout of the tool spindle. The installation of one of the parts (usually the sleeve) in the hand of the worker facilitates the "tracking" of the part over the runout of the spindle, while the hand of the worker with the part automatically repeats cyclic movements within the angle of runout of the spindle, following exactly the spindle. But then the worker is always next to the part, the processing of which, depending on the size of the part, can last an hour or more. In this case, the mechanical following of the spindle with the need for axial movement of the part blunts the acquired skills of the worker and the accuracy of the machined surface can be sharply reduced by the end of processing. Nevertheless, the ability to automatically follow the spindle determines the predominant use of manual labor in precision fine-tuning operations.
Крепление детали в патроне с упругим установочным элементом обеспечивает некоторую самоустановку деталей относительно друг друга в процессе работы, однако противодействие со стороны упругого элемента вызывает появление изгибающих напряжений в контакте деталей, которые способствуют неравномерному износу поверхностей при доводке свободным абразивом. Это обусловлено креплением детали (втулки) со стороны, обратной креплению упругого элемента. Исследования, проведенные нами для подобного крепления упругого элемента показывают, что зачастую соотношение напряжений на входе и выходе детали (втулки) может достигать значений 1:30, а износ при доводке практически прямо пропорционален напряжениям, что резко снижает точность формы обрабатываемых деталей. The fastening of the part in a cartridge with an elastic mounting element provides some self-alignment of the parts relative to each other during operation, however, the reaction from the side of the elastic element causes bending stresses in the contact of the parts, which contribute to uneven wear of the surfaces when finishing with a free abrasive. This is due to the fastening of the part (sleeve) from the side opposite to the fastening of the elastic element. The studies we carried out for such an attachment of an elastic element show that often the ratio of stresses at the input and output of a part (sleeve) can reach 1:30, and wear during finishing is almost directly proportional to stresses, which sharply reduces the accuracy of the shape of the workpieces.
Установка гильзы с деталью на упругом элементе, закрепленном со стороны шпинделя позволяет практически исключить влияние биения шпинделя с инструментом (деталью) на точность формы обрабатываемой поверхности. Однако при доводке прецизионных резьб обязательным условием является жесткая связь между вращением и осевым перемещением шпинделя (при невращающейся гайке - перемещение на один шаг за один оборот). Это, в первую очередь, достигается достаточной жесткостью конструкции в осевом направлении. Использование же упругого элемента в качестве установочного не дает возможности стабилизировать положение детали в осевом направлении. The installation of a sleeve with a part on an elastic element fixed from the side of the spindle allows virtually eliminating the influence of beating of the spindle with the tool (part) on the accuracy of the shape of the surface being machined. However, during fine-tuning of precision threads, a prerequisite is a rigid connection between rotation and axial movement of the spindle (with a non-rotating nut, one step in one revolution). This is primarily achieved by sufficient rigidity in the axial direction. The use of an elastic element as an installation element does not make it possible to stabilize the position of the part in the axial direction.
Целью изобретения является повышение качества доводки резьбовых поверхностей за счет повышения жесткости закрепления детали. The aim of the invention is to improve the quality of finishing threaded surfaces by increasing the rigidity of fixing parts.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для доводки резьбовых поверхностей, содержащем горизонтально установленный в корпусе приводной шпиндель с размещенным в нем инструментальным шпинделем и гильзу для установки детали, связанную с одним концом установочного элемента, расположенного концентрично инструментальному шпинделю и прикрепленного другим концом со стороны инструментального шпинделя, в отличие от существующего варианта, установочный элемент выполнен в виде жесткой втулки с двумя опорными узлами, расположенными первый на внутренней опорной поверхности втулки, другой на наружной, при этом первый опорный узел выполнен в виде сдвоенных шарикоподшипников с возможностью относительного перекоса наружного и внутреннего колец на угол не менее половины угла биения инструментального шпинделя по отношению к приводному, а внутренние кольца подшипников установлены на приводном шпинделе, другой опорный узел втулки выполнен в виде регулируемой точечной пружинной опоры, содержащей полый болт, установленный по резьбе в корпусе радиально оси втулки, соосную ему витую пружину сжатия, связанную одним концом со втулкой, другим с болтом, цилиндрический стержень, установленный концентрично в полости болта с гарантированным зазором, соответствующим углу биения приводного шпинделя, и закрепленный жестко с одного конца на втулке, и два ролика с точечным контактом со свободным концом стержня, расположенные в плоскости вращения шпинделей и закрепленные на корпусе с одной степенью свободы, при этом устройство дополнительно снабжено болтами с двускосым клином на конце, установленными радиально во втулке с возможностью одновременного контактирования с наружными кольцами подшипников. This goal is achieved in that in a device for fine-tuning threaded surfaces containing a drive spindle horizontally mounted in the housing with a tool spindle and a sleeve for mounting a part connected to one end of the mounting element located concentrically to the tool spindle and attached to the other end from the tool side spindle, unlike the existing version, the installation element is made in the form of a rigid sleeve with two support nodes located and the first on the inner supporting surface of the sleeve, the other on the outer, while the first supporting unit is made in the form of double ball bearings with the possibility of relative skew of the outer and inner rings at an angle of not less than half the runout angle of the tool spindle with respect to the drive, and the inner rings of the bearings are mounted on a drive spindle, another supporting unit of the sleeve is made in the form of an adjustable point spring support containing a hollow bolt mounted threaded in the housing radially to the axis of the sleeve, coaxial it has a coiled compression spring connected at one end to the sleeve, the other to the bolt, a cylindrical rod mounted concentrically in the bolt cavity with a guaranteed clearance corresponding to the runout angle of the drive spindle, and fixed rigidly from one end to the sleeve, and two rollers with point contact with the free end of the rod, located in the plane of rotation of the spindles and mounted on the casing with one degree of freedom, while the device is additionally equipped with bolts with a biaxial wedge at the end, mounted radially in ulke to simultaneously contacting the outer bearing rings.
Поскольку неизвестно выполнение установочного элемента резьбодоводочного устройства в виде втулки, связанной с одной стороны жестко с гильзой для крепления детали, а с другой с опорой, установленной на приводном шпинделе концентрично ему, не известно назначение угла поворота установочного элемента как функции от величины относительного биения инструментального и приводного шпинделей, за также неизвестно выполнение опоры втулки, содержащей ограничитель вращательного движения втулки, выполненный в виде стержня и установленный по ее оси между двумя роликами, обеспечивающими свободное перемещение втулки в радиальном направлении, то указанные признаки соответствуют критерию "существенные отличия". Since it is not known that the mounting element of the threading device in the form of a sleeve is connected rigidly with a sleeve for fastening the part on the one hand and concentrically mounted on the drive spindle, the destination angle of the mounting element is not known as a function of the relative runout of the tool and drive spindles, it is also not known to perform the support of the sleeve containing the limiter of the rotational movement of the sleeve, made in the form of a rod and mounted on its si between two rollers, providing free movement of the sleeve in the radial direction, then these signs meet the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого устройства для доводки резьбовых поверхностей; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3, 4 поз. I на фиг. 1. Устройство содержит корпус 1 с размещенным в нем на подшипниках 2 приводным шпинделем 3, жестко связанным с гайкой 4 (и образующим с ней резьбовой копир), на котором установлено зубчатое колесо 5. В приводном шпинделе 3 расположен инструментальный шпиндель 6, в котором закреплен инструмент (резьбовой притир) 7 посредством стяжного болта 8. Деталь 9 установлена в гильзе 10 и удерживается в ней пневмозажимами 11. С гильзой 10 жестко связан установочный элемент устройства втулка 12, опорой которой по внутренней поверхности являются сдвоенные радиально-упорные подшипники качения 13 и 14, установленные на приводном шпинделе 3. Наружные кольца подшипников 13 и 14, установленные по переходной посадке во втулке 12, разъединены коническими регулировочными винтами 15 с двускосым клином на конце каждого из болтов, закрепленными радиально во втулке 12 с возможностью ввинчивания в нее. Второй опорой по наружной поверхности втулки 12 является опорный узел, содержащий полый регулировочный болт 16, установленный по резьбе в корпусе 1 радиально оси втулки 12, соосную ему витую пружину сжатия 17, связанную одним концом со втулкой 12, другим с регулировочным болтом 16, цилиндрический стержень 18, установленный концентрично в полости болта 16 с гарантированным зазором и закрепленный жестко с одного конца на втулке 12, и два направляющих ролика 19 с точечным контактом со свободным концом стержня 18, расположенные в плоскости вращения шпинделей 3 и 6 (вид А на фиг. 1) и закрепленные на корпусе 1 с возможностью вращения (одна степень свободы). In FIG. 1 shows the design of the proposed device for fine-tuning threaded surfaces; in FIG. 2, view A in FIG. 1; in FIG. 3, 4 pos. I in FIG. 1. The device comprises a housing 1 with a drive spindle 3 located therein on
Устройство работает следующим образом. Вращение с зубчатого колеса 5 передается на приводной шпиндель 3 с гайкой 4. При этом гайка 4 вращается с определенной окружной скоростью. Инструментальный шпиндель 6 получает вращение непосредственно от электродвигателя через ременную передачу (на фиг. не показано), и, в общем случае, вращается со скоростью, отличной от скорости вращения приводного шпинделя 3. При однонаправленном вращении шпинделей 3 и 6 имеет место дифференцированное осевое перемещение инструмента 7. При радиальном биении инструментального шпинделя 6 с инструментом 7 за ними непосредственно следует система: деталь 9 гильза 10 втулка 12 наружные кольца подшипников 13 и 14. При этом наружные кольца подшипников 13 и 14, характеризующихся допускаемым перекосом колец, имеют поворот по отношению к внутренним кольцам подшипников 13 и 14, установленных с натягом на приводном шпинделе 3. Этот поворот осуществляется относительно некоторой средней плоскости (плоскость N N, фиг. 3), и разнонаправленное относительно базовой оси инструмента 7 биение шпинделя 6 обуславливает колебательное движение наружных колец подшипников 13 и 14 относительно некоторой исходной радиальной плоскости. Поворот их относительно этой плоскости должен происходить на угол, не меньший половины угла относительного биения шпинделей 3 и 4. Биение инструментального шпинделя 6 относительно шпинделя 3 определяется, в первую очередь, зазорами в опорах в резьбовой опоре гайки 4 на резьбовой поверхности инструментального шпинделя 6 и шлицевой опоре инструментального шпинделя 6 (на фиг. не показано). В зависимости от точности выполнения этих соединений и возможности компенсации зазора при наладке и в процессе изнашивания опор относительное биение шпинделей 3 и 6 может быть значительно снижено. При этом стабильное (увеличенное по отношению к половине угла биения) значение угла поворота наружных колец подшипников 13 и 14 обеспечило бы инерционное стремление системы гильза 10 втулка 12 наружные кольца подшипников 13 и 14 переместиться на полный угол поворота наружных колец относительно исходной радиальной плоскости, и в следующий момент через полупериод вращение инструмента 7 в детали 9 ему будет противодействовать опрокидывающий момент от сил инерции линия эпюры которого не параллельна образующей детали 9, а следовательно, будет иметь место неравномерный износ детали. Для того, чтобы снизить действие инерционных сил и тем самым повысить точность обработки в заявленной конструкции угол поворота наружных колец подшипников 13 и 14 относительно исходной радиальной плоскости ограничивают путем ввинчивания винта 15 во втулку 12. Тогда конус на конце болта разводит наружные кольца подшипников 13 и 14 симметрично относительно своей оси (на угол α1 на фиг. 3 приложения и общий угол поворота (αmax) ограничивается углом α=αmax-α1. Для равномерного разведения наружных колец подшипников 13 и 14 достаточно трех болтов 15. Таким образом, при свободной установке системы деталь 9 - гильза 10 втулка 12, которая практически не оказывает на инструмент 7 сопротивления в радиальном направлении, ограничение угла поворота подшипников 13 и 14 способствует "гашению" колебаний от изменения направления инерционной нагрузки. Однако свободная установка этой системы на инструментальном шпинделе 6 с инструментом 7 вызывает появление гравитационных сил со стороны нее. Эти силы, в зависимости от длины обрабатываемой детали, также могут обеспечить различные значения изгибающего момента в контакте инструмента 7 с деталью 9, который влечет за собой ухудшение качества обработки. С целью компенсации действия гравитационных сил на инструмент 7 при вращении шпинделя 6 система деталь 9 гильза 10 втулка 12 опирается на пружину сжатия 17, которая предварительно (во время настройки) деформируется болтом 16 на величину, обеспечивающую полную компенсацию гравитационной нагрузки со стороны этой системы, т. е. Рпруж. Ргравит. Наряду со свободной установкой резьбовой детали в радиальном направлении она должна быть закреплена жестко в плоскости вращения инструмента 7 с целью обеспечения заданного усилия резания или передеформирования поверхности при доводке. Поэтому при вращении шпинделя 6 с инструментом 7 деталь 9, жестко связанная со втулкой 12 и стержнем 18, встречает противодействие от проворачивания со стороны роликов 19, расположенных по обе стороны стержня на случай реверсивного вращения шпинделя 6 (а также с целью гашения колебаний в начальный момент взаимодействия инструмента 7 с деталью 9. При этом точка контакта ролика 19 со стержнем 18 не постоянна и положение ее меняется на длине качания стержня 18 по роликам 19 при биении шпинделя 3. В процессе работы станка ось стержня 18 перемещается в пространстве по образующей конуса с углом при вершине, равном углу биения приводного шпинделя 3 (некоторого αприв). Этим обусловлена величина зазора между болтом 16 и стержнем 18. Минимальная величина зазора на сторону численно определится как αприв,, где l длина стержня 18 от места крепления во втулке 12 до середины болта 16. При этом контакт стержня 18 с роликами 19 в продольной плоскости (плоскости основного рисунка на фиг. 1) характеризуется трением скольжения и, частично, трением качения стержня 18 по образующей роликов 19. Изменение же положения стержня 18 в плоскости вращения шпинделей 6 и 3 (плоскость рисунка на виде А фиг. 1) сопровождается при жестком креплении роликов некоторой деформацией поверхности каждого из них (так, экспериментально получено, что при угле αприв 0,46o деформация роликов составляет 1 мкм). Однако величина этой деформации снижается за счет трения качения в контакте стержня 18 с роликами 19. Кроме того, зазор в подшипниках роликов 19 позволяет компенсировать величину смещения подшипникового узла при повышении величины биения. В случае, когда биение шпинделя 3 достигает значительных величин, один из роликов 19 может быть подпружинен относительно стержня 18 в продольной плоскости.The device operates as follows. The rotation from the gear 5 is transmitted to the drive spindle 3 with nut 4. In this case, the nut 4 rotates at a certain peripheral speed. The tool spindle 6 receives rotation directly from the electric motor through a belt drive (not shown in Fig.), And, in general, rotates at a speed different from the speed of rotation of the drive spindle 3. With unidirectional rotation of the spindles 3 and 6, there is a differential axial movement of the tool 7. With a radial runout of the tool spindle 6 with tool 7, the system immediately follows them: part 9 sleeve 10 sleeve 12 outer rings of
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4928866 RU2069616C1 (en) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | Threaded surface finishing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4928866 RU2069616C1 (en) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | Threaded surface finishing apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2069616C1 true RU2069616C1 (en) | 1996-11-27 |
Family
ID=21570536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4928866 RU2069616C1 (en) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | Threaded surface finishing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2069616C1 (en) |
-
1991
- 1991-04-18 RU SU4928866 patent/RU2069616C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1315264, кл. B24B37/02 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7024740B2 (en) | Rotating table apparatus | |
US5311788A (en) | Linear working unit | |
GB2125323A (en) | Device for honing workpieces | |
US4528862A (en) | Precision gear mount | |
CN1183518A (en) | Fluid bearing apparatus | |
RU2069616C1 (en) | Threaded surface finishing apparatus | |
US4105265A (en) | Vibration damping bearing arrangement | |
US3748868A (en) | Elastic coupling | |
US4602493A (en) | Rolling mill for reducing the thickness of the wall of a tube | |
JP6604991B2 (en) | Super finishing equipment | |
US5440949A (en) | Workpiece mandrel with axially moving dynamic balancer | |
US6220937B1 (en) | Device for the honing of gears | |
CN112756710B (en) | Self-centering anti-vibration clamp for grinding and machining thin-web-plate gear part and clamping method | |
JPH09290342A (en) | Feed screw support method in sheet metal working machine and machine tool | |
US2909014A (en) | Tool-spindle journal, particularly in centerless grinding machines | |
EP0723088B1 (en) | A support device for rotating shaft rolling bearings on a fixed supporting structure | |
KR900008002Y1 (en) | Disc type center | |
SU1580065A1 (en) | Antifriction bearing preload unit | |
SU1764832A1 (en) | High speeds assemblyъs shaft support | |
JPS61248955A (en) | Linear drive unit | |
KR100188918B1 (en) | Device of manufacturing fluid bearing | |
RU9785U1 (en) | DEVICE FOR INSTALLING AND FIXING PARTS | |
US3812763A (en) | Cutting tool | |
SU1613305A1 (en) | Arrangement for lapping holes | |
SU912299A1 (en) | Vibration exciter |