RU2772527C1 - Machine for joint automated lapping of ball joint parts - Google Patents

Machine for joint automated lapping of ball joint parts Download PDF

Info

Publication number
RU2772527C1
RU2772527C1 RU2021123262A RU2021123262A RU2772527C1 RU 2772527 C1 RU2772527 C1 RU 2772527C1 RU 2021123262 A RU2021123262 A RU 2021123262A RU 2021123262 A RU2021123262 A RU 2021123262A RU 2772527 C1 RU2772527 C1 RU 2772527C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drive
joint
machine
ball joint
possibility
Prior art date
Application number
RU2021123262A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Андреевич Клачков
Михаил Павлович Худяков
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова»
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова»
Application granted granted Critical
Publication of RU2772527C1 publication Critical patent/RU2772527C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to a machine for joint automated lapping of parts in the form of ball joints. The machine contains a frame with a vertical column mounted on it, a system of main movements, a system of coordinated control of all machine organs, adjustment links for processing ball joints with different hole arrangements and a table. The table is designed with the possibility of installing a ball joint, and a laser sensor is mounted on it to measure the compliance of the connection of the ball joint links, as well as a software-controlled pressure system in the lapping area and a system for feeding and collecting technical liquids and abrasive suspensions. The system of main movements is made with the possibility of moving along the vertical column using a software-controlled adjustment drive and consists of a software-controlled precession drive, a nutation drive with a compensating link and a self-rotation drive with a translational kinematic pair with a spring-loaded base.
EFFECT: possibility to implement the process of joint automated lapping of ball joint parts with a different location of the hole in the lid for a movable finger.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано для совместной притирки сферических поверхностей деталей изделия типа «Шарнир шаровой», состоящего из трех основных деталей: подпятник (основание), крышка и палец подвижный (палец шаровой).The invention relates to abrasive processing and can be used for joint grinding of spherical surfaces of parts of a product of the "ball joint" type, consisting of three main parts: a thrust bearing (base), a cover and a movable pin (ball pin).

Известно устройство для обработки сферических поверхностей (см. патент SU 1324828 A1), содержащее станину, шпиндель с приводом, силовую головку с поводком, смонтированную на качающемся рычаге, а также упор и копир, которые корректируют положение силовой головки для обработки сферических поверхностей разных радиусов. Однако на данном устройстве невозможно осуществить совместную автоматизированную притирку деталей шарнира шарового в силу отсутствия независимых программно-управляемых систем движения, давления, подачи и сбора технических жидкостей и абразивных суспензий и контроля.A device for processing spherical surfaces is known (see patent SU 1324828 A1), containing a frame, a spindle with a drive, a power head with a leash mounted on a swing arm, as well as an emphasis and a copier that correct the position of the power head for processing spherical surfaces of different radii. However, on this device it is impossible to carry out joint automated grinding of parts of the ball joint due to the lack of independent software-controlled systems of movement, pressure, supply and collection of technical fluids and abrasive suspensions and control.

Известно также устройство для абразивной обработки (см. патент SU 1092033 A) сферических поверхностей, выбранное в качестве прототипа, содержащее держатель детали, привод, связанный через водило и поводок со шпинделем инструмента, механизм давления, выполненный в виде рычага и соединенный с водилом, устройство подачи абразивной суспензии.It is also known a device for abrasive processing (see patent SU 1092033 A) of spherical surfaces, selected as a prototype, containing a part holder, a drive connected through a carrier and a leash to the tool spindle, a pressure mechanism made in the form of a lever and connected to a carrier, a device supply of abrasive slurry.

Однако, в данном устройстве невозможно обеспечить совместную автоматизированную притирку деталей шарнира шарового, так как в нем отсутствуют: возможность реализации всех видов движений шарнира с жесткими связями, необходимые элементы наладки и устройства для контроля параметров качества изделия. Также недостатками этого устройства являются: нижнее расположение привода, что повышает риск попадания абразивной суспензии на контактные поверхности элементов привода; зависимость допустимого давления в зоне притирки от скорости притирки; наличие минимально допустимой скорости притирки, определяемой через необходимую величину подъемной силы и силы прижима притира, что делает невозможным обработку на малых скоростях; отсутствие устройства для сбора отработанной абразивной суспензии.However, in this device it is impossible to provide joint automated grinding of parts of the ball joint, since it lacks: the ability to implement all types of joint movements with rigid links, the necessary adjustment elements and devices for monitoring product quality parameters. Also, the disadvantages of this device are: the lower location of the drive, which increases the risk of abrasive slurry on the contact surfaces of the drive elements; dependence of the allowable pressure in the lapping zone on the lapping speed; the presence of a minimum allowable lapping speed, determined through the required amount of lifting force and pressing force of the lapping, which makes it impossible to process at low speeds; lack of a device for collecting waste abrasive slurry.

Цель изобретения - обеспечение возможности реализации процесса совместной автоматизированной притирки деталей шарниров шаровых с различным расположением отверстия в крышке под подвижный палец.The purpose of the invention is to enable the implementation of the process of joint automated grinding of parts of ball joints with different locations of the holes in the cover for the movable pin.

Поставленная цель достигается тем, что оборудование содержит систему приводов главных движений, систему подачи и сбора технических жидкостей и абразивных суспензий, систему контроля качества изделия, наладочные элементы и централизованную систему управления органами оборудования.This goal is achieved by the fact that the equipment contains a system of drives of the main movements, a system for supplying and collecting technical fluids and abrasive suspensions, a product quality control system, adjusting elements and a centralized control system for the equipment.

На фиг.1 представлена кинематическая схема станка; на фиг.2 - система подачи и сбора технических жидкостей и абразивной суспензии; на фиг.3 - система контроля качества изделия.Figure 1 shows the kinematic diagram of the machine; figure 2 - system for supplying and collecting technical fluids and abrasive slurry; figure 3 - product quality control system.

На станине станка 1 установлена вертикальная колонна 2, по которой при помощи программно-управляемого привода наладки 3 перемещается система главных движений. Система главных движений состоит из программно-управляемых привода прецессии 4, привода нутации 5 и привода собственного вращения 6, которые позволяют реализовать все виды сферического движения для совместной притирки деталей шарнира шарового 7. Передача электроэнергии к приводам нутации и собственного вращения осуществляется посредством пары скользящего электрического контакта 8, а передача и прием управляющего сигнала - посредством радио-модульного блока 9. Для предотвращения избыточных негативных колебаний системы главных движений, вызванных смещением центра масс привода собственного вращения относительно оси привода прецессии, предусмотрено компенсирующее звено 10. Передача движения от привода собственного вращения к шарниру шаровому осуществляется через поступательную кинематическую пару с подпружиненным основанием 11, которая присоединяется к шарниру шаровому посредством муфты 12. Давление в зоне притирки создается за счет программно-управляемой системы оказания давления 13, которая вместе с шарниром шаровым жестко зафиксирована на столе 14. За счет наладочных элементов 15 происходит регулировка положения привода и стола для получения соосности привода прецессии и оси отверстия в крышке шарнира. За обеспечение согласованности работы всех программно-управляемых органов станка отвечает система управления 16. Система подачи и сбора технических жидкостей и абразивных суспензий состоит из верхней и нижней части. Верхняя часть представлена в виде двух зеркально расположенных относительно плоскости симметрии станка патрубков 17, подводимых управляемым приводом. По одному патрубку осуществляется подача абразивной суспензии, по второму - сбор отработанных технических жидкостей. Нижняя часть представлена в виде герметичного механизированного соединения со сквозным отверстием 18, к которому подключаются необходимые патрубки подачи в зону обработки необходимых технических жидкостей для промывки и очистки контактных сферических поверхностей деталей шарнира. Система контроля качества изделия осуществляет контроль требований качества шарнира на податливость соединения деталей шарнира посредством подводимого приводом лазерного датчика 19 и контроль требований момента сил вращения детали палец подвижный посредством данных о потребляемой электроэнергии от приводов системы главных движений.A vertical column 2 is installed on the machine bed 1, along which a system of main movements moves with the help of a program-controlled setup drive 3. The system of main movements consists of a program-controlled precession drive 4, a nutation drive 5 and a natural rotation drive 6, which make it possible to implement all types of spherical movement for the joint grinding of parts of the ball joint 7. Electricity is transmitted to the nutation and natural rotation drives through a pair of sliding electrical contacts 8, and the transmission and reception of the control signal - by means of a radio-modular unit 9. To prevent excessive negative oscillations of the system of main movements caused by the displacement of the center of mass of the drive of its own rotation relative to the axis of the drive of precession, a compensating link 10 is provided. Transfer of movement from the drive of its own rotation to the hinge ball joint is carried out through a translational kinematic pair with a spring-loaded base 11, which is connected to the ball joint by means of a coupling 12. The pressure in the grinding zone is created by a program-controlled pressure system 13, which Paradise together with the ball joint is rigidly fixed on the table 14. Due to the adjusting elements 15, the position of the drive and the table is adjusted to obtain the coaxiality of the precession drive and the axis of the hole in the hinge cover. The control system 16 is responsible for ensuring the consistency of the operation of all program-controlled organs of the machine. The system for supplying and collecting technical fluids and abrasive suspensions consists of an upper and lower part. The upper part is presented in the form of two nozzles 17 mirrored relative to the plane of symmetry of the machine, supplied by a controlled drive. An abrasive slurry is supplied through one branch pipe, and waste technical fluids are collected through the second. The lower part is presented in the form of a sealed mechanized connection with a through hole 18, to which the necessary nozzles are connected to supply the necessary technical liquids to the processing zone for washing and cleaning the contact spherical surfaces of the hinge parts. The quality control system of the product monitors the quality requirements of the hinge for the compliance of the connection of the hinge parts by means of a laser sensor 19 supplied by the drive and controls the requirements for the moment of forces of rotation of the part, the movable finger by means of data on the electricity consumed from the drives of the main movement system.

Станок работает следующим образом.The machine works as follows.

Предварительно собранный шарнир шаровой 7 устанавливают на стол станка 14. Далее соединяют шарнир с приводом собственного вращения 6 посредством муфты 12 и присоединяют систему оказания давления 13. После запускается управляющая программа по притирке, в которой согласуется работа системы главных движений в виде привода прецессии 4, привода нутации 5, привода собственного вращения 6 с системой оказания давления 13 и системой подачи и сбора технических жидкостей и абразивных суспензий. Обработка идет до тех пор, пока не будет достигнуто необходимое требование по моменту сил трения верчения детали палец подвижный в шарнире шаровом 7, рассчитываемое по следующей формуле:The pre-assembled ball joint 7 is installed on the machine table 14. Next, the joint is connected to the self-rotation drive 6 by means of the coupling 12 and the pressure application system 13 is attached. nutation 5, a self-rotation drive 6 with a pressure application system 13 and a system for supplying and collecting technical fluids and abrasive suspensions. Processing goes on until the required requirement for the moment of frictional forces of rotation of the part is reached, the pin is movable in the ball joint 7, calculated by the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
- момент сил, создаваемый приводом собственного вращения 6;where
Figure 00000002
- the moment of forces created by the drive of its own rotation 6;

Figure 00000003
- момент инерции всех звеньев, вращаемых приводом собственного вращения 6;
Figure 00000003
- the moment of inertia of all links rotated by the drive of its own rotation 6;

Figure 00000004
- угловое ускорение, создаваемое приводом собственного вращения 6.
Figure 00000004
- angular acceleration created by the drive of its own rotation 6.

Момент сил создаваемый двигателем определяется по следующей формуле:The moment of forces created by the engine is determined by the following formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где

Figure 00000006
- мощность, потребляемая приводом собственного вращения 6;where
Figure 00000006
- power consumed by the drive of its own rotation 6;

Figure 00000007
- частота вращения привода собственного вращения 6.
Figure 00000007
- frequency of rotation of the self-rotation drive 6.

По достижении требования по моменту сил трения верчения станок переходит в режим очистки шарнира, при этом через отверстие в соединении 18 подается очиститель, а подведенный второй патрубок 17 собирает отработанные технические жидкости. Далее при необходимости управляющая программа осуществляет контроль податливости соединения деталей шарнира. Для этого привод собственного вращения 6 перемещается посредством привода нутации 5 в соосное положение с приводом прецессии 4, а лазерный датчик 19 приводится в рабочее положение, затем привод наладки 3 перемещает вниз систему главных движений на величину свободного хода и сжатия подпружиненного основания поступательной пары 11. На основе полученных измерений момента трения и податливости соединения деталей шарнира управляющая программа дает заключение о годности изделия.Upon reaching the requirement for the moment of friction forces of spinning, the machine switches to the hinge cleaning mode, while a cleaner is supplied through the hole in the connection 18, and the second pipe 17 connected collects the waste technical fluids. Further, if necessary, the control program controls the flexibility of the connection of the hinge parts. To do this, the self-rotation drive 6 is moved by means of the nutation drive 5 to a coaxial position with the precession drive 4, and the laser sensor 19 is brought into working position, then the setup drive 3 moves down the system of main movements by the amount of free play and compression of the spring-loaded base of the translational pair 11. On Based on the obtained measurements of the moment of friction and compliance of the connection of the hinge parts, the control program gives a conclusion about the suitability of the product.

Claims (1)

Станок для совместной автоматизированной притирки деталей в виде шаровых шарниров, содержащий станину со смонтированной на ней вертикальной колонной, отличающийся тем, что он снабжен системой главных движений, системой согласованного управления всеми органами станка, регулировочными звеньями для обработки шаровых шарниров с различным расположением отверстий и столом, выполненным с возможностью установки шарового шарнира и на котором смонтированы лазерный датчик для измерения податливости соединения звеньев шарового шарнира, и программно-управляемая система оказания давления в зоне притирки, и система подачи и сбора технических жидкостей и абразивных суспензий, при этом система главных движений выполнена с возможностью перемещения по вертикальной колонне с помощью программно-управляемого привода наладки и состоит из программно-управляемых привода прецессии, привода нутации с компенсирующим звеном и привода собственного вращения с поступательной кинематической парой с подпружиненным основанием, которая выполнена с возможностью присоединения посредством муфты к шаровому шарниру.A machine for joint automated grinding of parts in the form of ball joints, containing a frame with a vertical column mounted on it, characterized in that it is equipped with a system of main movements, a system for coordinated control of all parts of the machine, adjusting links for processing ball joints with different arrangement of holes and a table, made with the possibility of installing a ball joint and on which a laser sensor is mounted to measure the compliance of the connection of the links of the ball joint, and a software-controlled system for applying pressure in the lapping zone, and a system for supplying and collecting technical fluids and abrasive suspensions, while the system of main movements is made with the possibility movement along the vertical column using a program-controlled setup drive and consists of a program-controlled precession drive, a nutation drive with a compensating link and a natural rotation drive with a translational kinematic pair with a spring-loaded main ovation, which is made with the possibility of attaching by means of a coupling to the ball joint.
RU2021123262A 2021-08-04 Machine for joint automated lapping of ball joint parts RU2772527C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2772527C1 true RU2772527C1 (en) 2022-05-23

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115415929A (en) * 2022-08-30 2022-12-02 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 Spherical surface combination grinding control system for spherical hinge and use method
RU2811620C1 (en) * 2023-09-26 2024-01-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова" Mobile machine for mutual automated lapping of ball joint parts

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4023311A (en) * 1974-04-11 1977-05-17 Klockner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Device for fine honing crankshafts
SU1166975A1 (en) * 1983-04-04 1985-07-15 Предприятие П/Я Р-6707 Apparatus for working planar surfaces of parts
SU1324828A1 (en) * 1986-03-20 1987-07-23 Предприятие П/Я М-5120 Machine for working spherical surfaces
SU1502280A1 (en) * 1987-12-21 1989-08-23 Институт сверхтвердых материалов АН УССР Arrangement for abrasive working of flat parts
SU1759610A1 (en) * 1990-08-06 1992-09-07 Пермский политехнический институт Device for finishing surfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4023311A (en) * 1974-04-11 1977-05-17 Klockner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Device for fine honing crankshafts
SU1166975A1 (en) * 1983-04-04 1985-07-15 Предприятие П/Я Р-6707 Apparatus for working planar surfaces of parts
SU1324828A1 (en) * 1986-03-20 1987-07-23 Предприятие П/Я М-5120 Machine for working spherical surfaces
SU1502280A1 (en) * 1987-12-21 1989-08-23 Институт сверхтвердых материалов АН УССР Arrangement for abrasive working of flat parts
SU1759610A1 (en) * 1990-08-06 1992-09-07 Пермский политехнический институт Device for finishing surfaces

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115415929A (en) * 2022-08-30 2022-12-02 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 Spherical surface combination grinding control system for spherical hinge and use method
RU2811620C1 (en) * 2023-09-26 2024-01-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова" Mobile machine for mutual automated lapping of ball joint parts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101958380B (en) Solid crystal machine head bonding mechanism
CN101017129B (en) Multifunctional micro friction wear testing machine
CN103158162A (en) External-framework type bidirectional force feedback data glove
CN109765024A (en) A kind of multifunction vibration contact test machine
CN110561202B (en) Multi-dimensional ultrasonic auxiliary magnetorheological precision grinding and polishing machine tool and processing method
RU2772527C1 (en) Machine for joint automated lapping of ball joint parts
CN103698873A (en) Rough and fine combined reflecting mirror attitude quantitative adjusting method and device
CN105922014B (en) A kind of earpiece polishing machine
CN210849615U (en) Flexible abrasive belt grinding and polishing system suitable for tail end of robot
CN110366478A (en) Hinged arm robot and the method for being carried out machining workpieces by means of hinged arm robot
US6449409B1 (en) End-face lapping apparatus and method of lapping
RU2797804C1 (en) Machine for mutual automated grinding of ball joint parts
KR101582372B1 (en) Finishing apparatus for finishing processing of workpiece
RU2797803C1 (en) Machine for mutual automated grinding of ball joint parts
RU2797805C1 (en) Machine for mutual automated grinding of ball joint parts
CN110133881A (en) A kind of lighting jig
CA2691113C (en) Surface abrader and apparatus for testing surface abrasion
CN115026702A (en) High-efficient burnishing device
RU2797801C1 (en) Machine for mutual automated grinding of ball joint parts
CN209380509U (en) A kind of floating polishing machine of band compensation
CN114161285B (en) Automatic control grinding and polishing machine
JP4053242B2 (en) Device capable of automatically processing at least one solid, in particular an inlay, by duplication
CN218984794U (en) Driving structure of track inspection robot
CN216607064U (en) Spherical bearing inner ring rolling equipment convenient to use
CN212724478U (en) Real teaching equipment that instructs of automation line based on manipulator