RU2254976C2

RU2254976C2 - Grinding planetary head

Info

Publication number: RU2254976C2
Application number: RU2003122241/02A
Authority: RU
Inventors: Ю.Н. Степанов (RU); Ю.Н. Степанов; Г.Г. Самойленко (RU); Г.Г. Самойленко; Рафгат Хакимов (RU); Рафгат Хакимов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод"
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-06-27
Also published as: RU2003122241A

Abstract

FIELD: machine engineering, possibly working of inner cylindrical intermittent surface.

SUBSTANCE: planetary head includes shaft with carrier, spindles mounted in axles of grinding discs and satellites, idle gear wheels. Sun wheel is mounted with possibility engaging with satellite and idle gear wheels. Head also includes additional gear wheels. One additional gear wheel is mounted with possibility of engaging with rotating sun wheel, other additional gear wheel is mounted in shaft also supporting upper part of spring-loaded cam clutch. Lower part of cam clutch is joined with control lever.

EFFECT: improved design providing enhanced grinding quality of intermittent cylindrical surfaces without burrs, possibility for dressing grinding discs at arrested carrier.

3 cl, 4 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке прерывистых внутренних цилиндрических поверхностей.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the processing of discontinuous internal cylindrical surfaces.

Известна планетарная головка для шлифования, включающая несущий ротор, шпиндели для крепления шлифовальных кругов и сателлитов и неподвижную солнечную шестерню, установленную с возможностью зацепления с сателлитами (“Основы технологии создания газотурбинных двигателей для магистральных самолетов” под редакцией А.Г.Братухина, Ю.Е.Решетникова, А.А.Иноземцева, Москва, “Авиатехинформ”, 1999, с.381, рис.8.34).Known planetary head for grinding, including a bearing rotor, spindles for attaching grinding wheels and satellites and a stationary sun gear installed with the possibility of engagement with satellites ("Fundamentals of the technology of creating gas turbine engines for long-haul aircraft" edited by A.G. Bratukhin, Yu.E. .Reshetnikova, A.A. Inozemtseva, Moscow, “Aviatekhinform”, 1999, p. 381, fig. 8.34).

Известная планетарная головка предназначена для шлифования плоских поверхностей торцами шлифовальных кругов, вращающихся в одну сторону, поэтому не обеспечивает предотвращение появления заусенцев. Устройство не позволяет производить качественную правку периферии шлифовальных кругов из-за прерывистого контакта последних с правящим инструментом.The known planetary head is intended for grinding flat surfaces with the ends of grinding wheels rotating in one direction, therefore, it does not prevent the appearance of burrs. The device does not allow for high-quality editing of the periphery of grinding wheels due to intermittent contact of the latter with the ruling tool.

Наиболее близкой по технической сущности является планетарная головка для шлифования, включающая корпус, вал с водилом, шпиндели для крепления на осях шлифовальных кругов и сателлитов, паразитные шестерни, и солнечное колесо, установленное с возможностью зацепления с сателлитами и паразитными шестернями (а.с. СССР № 421475, В 24 В 7/22, 1972).The closest in technical essence is a planetary head for grinding, including a housing, a shaft with a carrier, spindles for mounting on the axes of grinding wheels and satellites, spurious gears, and a sun wheel mounted with the possibility of engagement with satellites and spurious gears (A.S. USSR No. 421475, 24V 7/22, 1972).

Известная планетарная головка предназначена для шлифования плоских поверхностей торцами шлифовальных кругов, попарно расположенных на окружностях с разными диаметрами, и не обеспечивает предотвращение появления заусенцев при шлифовании прерывистых внутренних цилиндрических поверхностей, т.к. смежные шлифовальные круги, вращающиеся в противоположные стороны, смещены в радиальном направлении. Устройство не позволяет производить качественную правку периферии шлифовальных кругов.The known planetary head is intended for grinding flat surfaces with the ends of grinding wheels, arranged in pairs on circles with different diameters, and does not prevent the appearance of burrs when grinding discontinuous inner cylindrical surfaces, because adjacent grinding wheels rotating in opposite directions are offset in the radial direction. The device does not allow for high-quality editing of the periphery of grinding wheels.

Задачей изобретения является повышение качества шлифования прерывистых внутренних цилиндрических поверхностей.The objective of the invention is to improve the grinding quality of discontinuous inner cylindrical surfaces.

Поставленная задача решается тем, что планетарная головка для шлифования, включающая корпус, вал с водилом, шпиндели для крепления на осях шлифовальных кругов и сателлитов, паразитные шестерни и солнечное колесо, установленное с возможностью зацепления с сателлитами и паразитными шестернями, дополнительно снабжена зубчатыми колесами, одно из которых установлено с возможностью зацепления с вращающимся солнечным колесом, а другое расположено на одном валу с верхней частью подпружиненной кулачковой муфты, нижняя часть которой связана с рычагом управления, причем планетарная головка для шлифования снабжена фиксатором, выполненным с возможностью взаимодействия с пазами водила, а оси шлифовальных кругов расположены на одной окружности.The problem is solved in that the planetary head for grinding, comprising a housing, a carrier shaft, spindles for mounting on the axes of grinding wheels and satellites, spurious gears and a sun wheel mounted with the possibility of engagement with satellites and spurious gears, is additionally equipped with gears, one of which is installed with the possibility of engagement with a rotating sun wheel, and the other is located on the same shaft with the upper part of the spring-loaded cam clutch, the lower part of which is connected with Control ychagom, the planetary head for grinding is provided with a clamp adapted to engage the grooves of the carrier and grinding wheel axis are arranged on a circle.

Дополнительно введенные в конструкцию планетарной головки зубчатые колеса обеспечивают возможность вращения шпинделей при остановке водила за счет вращения солнечного колеса вокруг оси вала водила. Остановка водила необходима для правки шлифовальных кругов.In addition, gears introduced into the design of the planetary head provide the ability to rotate the spindles when the carrier is stopped due to the rotation of the solar wheel around the axis of the carrier shaft. Stopping the carrier is necessary for dressing grinding wheels.

Для получения оптимальных скоростей резания при шлифовании кругами с небольшими диаметрами необходимо обеспечить вращение водила с большой частотой вращения. При неподвижном солнечном колесе это приводит к увеличению влияния дисбаланса на систему (водило - шпиндели - шлифовальные круги) и существенно снижает точность и чистоту обработки. Придание шлифовальным кругам дополнительной частоты вращения при относительно низкой частоте вращения водила происходит за счет вращения солнечного колеса.To obtain optimal cutting speeds when grinding in circles with small diameters, it is necessary to ensure the rotation of the carrier with a high speed. With a motionless sun wheel, this leads to an increase in the effect of imbalance on the system (carrier - spindles - grinding wheels) and significantly reduces the accuracy and purity of processing. Giving the grinding wheels an additional speed at a relatively low carrier speed occurs due to the rotation of the sun wheel.

Расположение осей шлифовальных кругов на одной окружности позволяет производить шлифование прерывистых поверхностей шлифовальными кругами, вращающимися в противоположные стороны без образования заусенцев.The location of the axes of the grinding wheels on the same circle allows grinding of discontinuous surfaces with grinding wheels rotating in opposite directions without the formation of burrs.

Известна планетарная головка, которая снабжена переключающим устройством, выполненным в виде двусторонней кулачковой муфты, введенным в кинематическую связь между гильзой и барабаном (а.с. СССР № 556898, В 23 С 3/00, 1975).Known planetary head, which is equipped with a switching device made in the form of a double-sided cam clutch, introduced into the kinematic connection between the sleeve and the drum (AS USSR No. 556898, 23 C 3/00, 1975).

В конструкции известной планетарной головки кулачковая муфта предназначена для переналадки при смене шага нарезаемой резьбы. В предлагаемой планетарной головке подпружиненная кулачковая муфта предназначена для прекращения вращения водила при правке шлифовальных кругов.In the construction of the known planetary head, the cam clutch is designed for readjustment when changing the pitch of the cut thread. In the proposed planetary head, a spring-loaded cam clutch is designed to stop the rotation of the carrier when dressing grinding wheels.

На фиг.1 показана кинематическая схема планетарной головки;Figure 1 shows the kinematic diagram of a planetary head;

На фиг.2 - схема работы планетарной головки;Figure 2 - scheme of the planetary head;

На фиг.3 - схема правки абразивных кругов;Figure 3 is a diagram of the editing of abrasive wheels;

На фиг.4 - вид А на фиг.3.Figure 4 is a view A in figure 3.

Планетарная головка для шлифования содержит корпус 1, в котором закреплено на валу 2 водило 3. На водило 3 установлены две пары шпинделей 4 и 5 и паразитные шестерни 6, обеспечивающие вращение шпинделей 4 и 5 в противоположные стороны. На осях шпинделей 4 и 5 установлены шлифовальные круги 7, 8, 9, 10 и сателлиты 11. Солнечное колесо 12 выполнено с возможностью вращения вокруг вала 2. Планетарная головка дополнительно снабжена зубчатыми колесами 13, 14, 15, 16 и 17. Зубчатое колесо 17 установлено с возможностью зацепления с вращающимся солнечным колесом 12, а зубчатое колесо 15 расположено на одном валу с верхней частью подпружиненной кулачковой муфты 18. Нижняя часть подпружиненной кулачковой муфты 18 выполнена с возможностью продольного перемещения внутри вала 2, связана с рычагом управления 19 и подпружинена пружиной 20.The planetary head for grinding contains a housing 1, in which the carrier 3 is mounted on the shaft 2. Two pairs of spindles 4 and 5 and spurious gears 6 are installed on the carrier 3, which provide rotation of the spindles 4 and 5 in opposite directions. Grinding wheels 7, 8, 9, 10 and satellites 11 are mounted on the axes of the spindles 4 and 5. The sun wheel 12 is rotatable around the shaft 2. The planetary head is additionally equipped with gears 13, 14, 15, 16 and 17. Gear wheel 17 installed with the possibility of engagement with the rotating sun wheel 12, and the gear wheel 15 is located on the same shaft with the upper part of the spring-loaded cam clutch 18. The lower part of the spring-loaded cam clutch 18 is made with the possibility of longitudinal movement inside the shaft 2, connected with the control lever eniya 19 and biased by a spring 20.

На водиле 3 выполнены четыре паза 21, в один из которых вводят фиксатор 22 для жесткой фиксации водила 3 при правке периферии шлифовальных кругов 7, 8, 9 и 10. Правящий инструмент 23 для правки установлен на станине станка.Four grooves 21 are made on carrier 3, into one of which a lock 22 is inserted for rigid fixing of carrier 3 when dressing the periphery of grinding wheels 7, 8, 9 and 10. Straightening tool 23 for dressing is mounted on the machine bed.

Оси шлифовальных кругов 7, 8, 9 и 10 расположены на одной окружности.The axis of the grinding wheels 7, 8, 9 and 10 are located on the same circle.

Планетарная головка для шлифования работает следующим образом.The planetary head for grinding works as follows.

Перед началом работы производят правку шлифовальных кругов 7, 8, 9 и 10 на одинаковый суммарный радиус (R_сум) правящим инструментом 23 при остановленном водиле 3 и точном его фиксировании фиксатором 22. Для остановки водила 3 при помощи рычага управления 19 перемещают нижнюю часть подпружиненной кулачковой муфты 18 вдоль оси вала 2. При этом сжимается пружина 20 и происходит расцепление вала 2 от привода. Вводят фиксатор 22 в паз 21. Включают привод, при этом вращаются зубчатые колеса 13, 14, 15, 16, 17, солнечное колесо 12, сателлиты 11 и паразитные шестерни 6, пары шпинделей 4 и 5 и шлифовальные круги 7, 8, 9 и 10. Подводят планетарную головку к правящему инструменту 23 до его врезания в шлифовальный круг, например, 7 на глубину t. Планетарную головку перемещают вдоль оси шпинделя 4 и проводят правку периферии шлифовального круга 7 до суммарного радиуса R_сум=R_в+R_шк-t, где R_cум - радиус от оси вала водила до внешней поверхности шлифовальных кругов; R_в - радиус от оси вала водила до оси шлифовального круга; R_шк - радиус шлифовальных кругов; t - глубина среза шлифовального круга 7 правящим инструментом 23. Отводят планетарную головку из зоны правки, сохраняя постоянное расстояние от оси вала 2 до правящего инструмента 23. Отключают привод. Выводят фиксатор 22 из паза 21. Поворачивают водило 3 на 90° и вводят фиксатор 22 в другой паз 21. Аналогично проводят правку шлифовальных кругов 8, 9 и 10 на тот же суммарный радиус R_сум. При этом исключаются погрешности радиуса каждого шлифовального круга 7, 8, 9 и 10 и погрешности изготовления водила 3 после правки всех шлифовальных кругов. Рычагом управления 19 перемещают нижнюю часть подпружиненной кулачковой муфты 18 в направлении ее верхней части. Пружина 20 поджимает нижнюю часть подпружиненной кулачковой муфты 18 к ее верхней части, обеспечивая вращение вала 2 и водила 3.Before starting work, dress the grinding wheels 7, 8, 9 and 10 for the same total radius (R _sum ) with the ruling tool 23 with the carrier 3 stopped and its exact fixing by the latch 22. To stop the carrier 3 using the control lever 19, move the lower part of the spring-loaded cam the clutch 18 along the axis of the shaft 2. At the same time, the spring 20 is compressed and the shaft 2 is disengaged from the drive. Insert the latch 22 into the groove 21. The drive is turned on, while the gears 13, 14, 15, 16, 17, the sun wheel 12, the satellites 11 and the spurious gears 6, the pairs of spindles 4 and 5 and the grinding wheels 7, 8, 9 and rotate 10. Bring the planetary head to the ruling tool 23 until it cuts into the grinding wheel, for example, 7 to a depth of t. The planetary head is moved along the axis of the spindle 4 and the periphery of the grinding wheel 7 is _adjusted to the total radius R _sum = R _in + R _pc -t, where R _sum is the radius from the axis of the carrier shaft to the outer surface of the grinding wheels; R _in - the radius from the axis of the carrier shaft to the axis of the grinding wheel; R _шк - radius of grinding wheels; t is the depth of cut of the grinding wheel 7 with the ruling tool 23. Take the planetary head out of the dressing zone, maintaining a constant distance from the axis of the shaft 2 to the ruling tool 23. Turn off the drive. The latch 22 is withdrawn from the groove 21. The carrier 3 is rotated 90 ° and the latch 22 is inserted into another groove 21. The grinding wheels 8, 9 and 10 are likewise straightened by the same total radius R _sum . In this case, errors of the radius of each grinding wheel 7, 8, 9 and 10 and manufacturing errors of carrier 3 after editing all grinding wheels are excluded. The control lever 19 moves the lower part of the spring-loaded cam clutch 18 in the direction of its upper part. The spring 20 compresses the lower part of the spring-loaded cam clutch 18 to its upper part, providing rotation of the shaft 2 and carrier 3.

Планетарную головку подводят к прерывистой внутренней поверхности обрабатываемой детали. Включают привод, который приводит во вращение вал 2 и водило 3 через зубчатые колеса 13, 14, 15 и подпружиненную кулачковую муфту 18 с небольшой частотой вращения. Через зубчатые колеса 13, 16, 17, солнечное колесо 12 и сателлиты 11 вращение передается на пару шпинделей 4 и шлифовальные круги 7 и 8, которые вращаются в одну сторону, а через зубчатые колеса 13, 16, 17, солнечное колесо, паразитные шестерни 6 и сателлиты 11 - на пару шпинделей 5 и шлифовальные круги 9 и 10, которые вращаются в противоположную сторону шлифовальных кругов 7 и 8. Сателлиты 11 и паразитные шестерни 6 обкатываются вокруг солнечного колеса 12, придавая шпиндельным парам 4 и 5 более высокую частоту вращения. При вращении шлифовальные круги 7, 8, 9 и 10, оси которых находятся на одной окружности, поочередно кратковременно входят в контакт с обрабатываемой деталью, вращающейся вокруг своей оси, и срезают слой металла в шлифуемых местах “а” на глубину S. Частоту вращения обрабатываемой детали и водила 3 рассчитывают таким образом, чтобы шлифовальные круги 7 и 10 поочередно обрабатывали одно шлифуемое место “а” после каждого оборота обрабатываемой детали. При планетарном шлифовании шлифовальные круги 7 и 8, вращающиеся в одну сторону, формируют текстуру в направлении их вращения, а шлифовальные круги 9 и 10 формируют текстуру в обратном направлении. При этом обеспечивается качественное шлифование без образования заусенцев.The planetary head is led to the discontinuous inner surface of the workpiece. A drive is included that drives the shaft 2 and the carrier 3 through the gears 13, 14, 15 and the spring-loaded cam clutch 18 with a low speed. Through gears 13, 16, 17, the sun wheel 12 and satellites 11, the rotation is transmitted to a pair of spindles 4 and grinding wheels 7 and 8, which rotate in one direction, and through gears 13, 16, 17, the sun wheel, spurious gears 6 and satellites 11 - on a pair of spindles 5 and grinding wheels 9 and 10, which rotate in the opposite direction of grinding wheels 7 and 8. Satellites 11 and spurious gears 6 run around the sun wheel 12, giving the spindle pairs 4 and 5 a higher speed. During rotation, grinding wheels 7, 8, 9 and 10, the axes of which are on the same circle, alternately briefly come into contact with the workpiece rotating around its axis and cut the metal layer in the grinding areas “a” to a depth S. The rotation frequency of the workpiece details and carrier 3 are calculated so that grinding wheels 7 and 10 alternately process one grinding place “a” after each revolution of the workpiece. With planetary grinding, grinding wheels 7 and 8, rotating in one direction, form a texture in the direction of their rotation, and grinding wheels 9 and 10 form a texture in the opposite direction. This ensures high-quality grinding without burr formation.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Перед началом работы производят правку шлифовальных кругов марки 5 80 40 20 64С 6 СМ1К правящим инструментом на суммарный радиус R_сум=114,5 мм.Before starting work, dressing of grinding wheels of the brand 5 80 40 20 64С 6 СМ1К with the ruling tool for the total radius R _sum = 114.5 mm is carried out.

Планетарную головку подводят к прерывистой внутренней поверхности обрабатываемой детали из материала Х18Н10Т с внутренним диаметром D=1304,8 мм и частотой вращения 4,5 об/мин. Включают привод, который приводит во вращение вал и водило с частотой вращения - 864 об/мин. Сателлиты и паразитные шестерни обкатываются вокруг солнечного колеса, придавая шпиндельным парам частоту вращения - 8100 об/мин. При вращении шлифовальные круги поочередно кратковременно входят в контакт с обрабатываемой деталью и срезают слой металла в шлифуемых местах “а” на глубину S=0,25 мм. Шлифовальные круги, вращающиеся в противоположные стороны, поочередно формируют текстуру в противоположных направлениях и обеспечивают качественное шлифование без образования заусенцев по всей окружности обрабатываемой детали.The planetary head is brought to the discontinuous inner surface of the workpiece from material X18H10T with an inner diameter of D = 1304.8 mm and a rotation speed of 4.5 rpm. They include a drive that drives the shaft and carrier with a rotation speed of 864 rpm. Satellites and spurious gears run around the sun wheel, giving the spindle pairs a rotation frequency of 8100 rpm. During rotation, the grinding wheels alternately briefly come into contact with the workpiece and cut the metal layer in the polished places “a” to a depth of S = 0.25 mm. Grinding wheels rotating in opposite directions, alternately form a texture in opposite directions and provide high-quality grinding without the formation of burrs around the entire circumference of the workpiece.

Конструкция планетарной головки для шлифования обеспечивает качественное шлифование прерывистых внутренних цилиндрических поверхностей, например, сотовых уплотнений, без образования заусенцев.The design of the planetary head for grinding provides high-quality grinding of discontinuous inner cylindrical surfaces, for example, honeycomb seals, without the formation of burrs.

Claims

1. A planetary head for grinding, including a housing, a shaft with a carrier, spindles for mounting on the axes of grinding wheels and satellites, spurious gears and a sun wheel mounted with the possibility of engagement with satellites and spurious gears, characterized in that it is additionally equipped with gears, one of which is installed with the possibility of engagement with a rotating sun wheel, and the other is located on the same shaft with the upper part of the spring-loaded cam clutch, the lower part of which is connected with the control lever avleniya.

2. The planetary head for grinding according to claim 1, characterized in that it is equipped with a latch made with the possibility of interaction with the grooves of the carrier.

3. The planetary head for grinding according to claim 1 or 2, characterized in that the axis of the grinding wheels are located on the same circle.