UA121137U

UA121137U - MACHINE FOR INTERNAL GRINDING OF PIPES

Info

Publication number: UA121137U
Application number: UAU201706052U
Authority: UA
Inventors: Володимир Костянтинович Фролов; Максим Миколайович Гладський; Роман Олександрович Руденко; Іван Михайлович Тур
Original assignee: Національний Технічний Університет України "Київський Політехнічний Інститут Імені Ігоря Сікорського"
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2017-11-27

Abstract

Верстат для внутрішнього шліфування труб, який складається зі станини з розташованими на ній шліфувальною бабкою зі шліфувальною оправкою, бабкою виробу з порожнистим шпинделем, оснащеним нерухомим та рухомим патронами, та люнетом шліфувальної оправки, розміщеним зі сторони рухомого патрона, причому на станині зі сторони нерухомого патрона встановлений співвісно шліфувальній оправці другий люнет, а шліфувальна оправка з'єднана зі шліфувальною бабкою шарнірно.Machine for internal pipe grinding, consisting of a frame with a grinding head located on it with a grinding mandrel, the headstock of the product with a hollow spindle, equipped with a fixed and movable cartridges, and a lunar grinding mandrel, disposed the second lunette is coaxially mounted with the grinding mandrel and the grinding mandrel is pivotally connected to the grinding head.

Description

Корисна модель належить до машинобудування, зокрема до верстатобудування, та може бути використана для внутрішнього шліфування труб.A useful model belongs to mechanical engineering, in particular to machine tool construction, and can be used for internal grinding of pipes.

При шліфуванні отворів в трубах виникає деформація шліфувальної оправки під дією радіальної складової сили різання, внаслідок чого шліфувальний круг відхиляється від вихідного положення, що призводить до неточності оброблення. Конструкція корисної моделі, що заявляється, збільшить жорсткість шліфувальної оправки та підвищить точність оброблення.When grinding holes in pipes, deformation of the grinding mandrel occurs under the action of the radial component of the cutting force, as a result of which the grinding wheel deviates from the initial position, which leads to machining inaccuracy. The design of the proposed utility model will increase the rigidity of the grinding mandrel and increase the machining accuracy.

Відомий внутрішньошліфувальний верстат, який складається зі станини з розташованими на ній бабкою виробу, поздовжнім та поперечним супортами зі шліфувальним шпинделем, в якому закріплена шліфувальна оправка.A well-known internal grinding machine, which consists of a bed with the headstock of the product located on it, longitudinal and transverse calipers with a grinding spindle, in which the grinding mandrel is fixed.

Недоліками верстата є те, що шліфувальна оправка має недостатню жорсткість через її консольне закріплення, що призводить до її деформації та неточності отриманих розмірів при обробленні |11.The disadvantages of the machine are that the grinding mandrel has insufficient rigidity due to its cantilever fastening, which leads to its deformation and inaccuracy of the obtained dimensions during processing |11.

Відомий також верстат для шліфування отворів в порожнистих валах, який складається зі станини з розташованими на ній шліфувальною бабкою зі шліфувальною оправкою та бабкою виробу з порожнистим шпинделем і двома патронами, нерухомим та рухомим, розміщеними на протилежних кінцях шпинделя.A machine for grinding holes in hollow shafts is also known, which consists of a bed with a grinding headstock with a grinding mandrel and a product headstock with a hollow spindle and two cartridges, fixed and movable, located on opposite ends of the spindle.

Недоліками верстата є те, що шліфувальна оправка має недостатню жорсткість через її консольне закріплення, що призводить до її деформації та неточності отриманих розмірів при обробленні (21.The disadvantages of the machine are that the grinding mandrel has insufficient rigidity due to its cantilever fastening, which leads to its deformation and inaccuracy of the obtained dimensions during processing (21.

Найбільш близьким аналогом є верстат для шліфування отворів в трубах, який складається зі станини з розташованими на ній шліфувальною бабкою зі шліфувальною оправкою, бабкою виробу з порожнистим шпинделем, оснащеним нерухомим та рухомим патронами, та люнетом шліфувальної оправки, розміщеним зі сторони рухомого патрона.The closest analogue is a machine for grinding holes in pipes, which consists of a bed with a grinding headstock with a grinding mandrel located on it, a product headstock with a hollow spindle equipped with fixed and movable chucks, and a lunette of the grinding mandrel placed on the side of the movable chuck.

Недоліками верстата є те, що шліфувальна оправка має недостатню жорсткість, що призводить до неточності оброблення |З).Disadvantages of the machine are that the grinding mandrel has insufficient rigidity, which leads to inaccuracy of processing (Ж).

В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення конструкції верстата шляхом збільшення жорсткості шліфувальної оправки, що підвищить точність оброблення.The useful model is based on the task of improving the design of the machine by increasing the rigidity of the grinding mandrel, which will increase the accuracy of processing.

Поставлена задача вирішується тим, що верстат для внутрішнього шліфування труб складається зі станини з розташованими на ній шліфувальною бабкою зі шліфувальноюThe task is solved by the fact that the machine for internal grinding of pipes consists of a bed with a grinding headstock with a grinding

Зо оправкою, бабкою виробу з порожнистим шпинделем, оснащеним нерухомим та рухомим патронами, та люнетом шліфувальної оправки, розміщеним зі сторони рухомого патрона.With the mandrel, the headstock of the product with a hollow spindle, equipped with fixed and movable chucks, and the lunette of the grinding mandrel, placed on the side of the movable chuck.

Новим є те, що на станині зі сторони нерухомого патрона встановлений співвісно шліфувальній оправці другий люнет, а шліфувальна оправка з'єднана зі шліфувальною бабкою шарнірно.What is new is that on the bed from the side of the stationary chuck, a second lunette is installed coaxially with the grinding mandrel, and the grinding mandrel is connected to the grinding headstock by a hinge.

Суть корисної моделі, що заявляється, пояснюється кресленнями, де: на Фіг. 1 зображена конструкція верстата для внутрішнього шліфування труб; на Фіг. 2 зображений переріз А-А на фіг. 1; на Фіг. 3 зображене крайнє праве положення шліфувальної бабки відносно оброблюваної труби; на Фіг. 4 зображене крайнє ліве положення шліфувальної бабки відносно оброблюваної труби; на Фіг. 5 зображене середнє положення шліфувальної бабки відносно оброблюваної труби; на Фіг. 6 зображений графік зміни величини лінійної деформації 9 шліфувального круга в залежності від його розташування відносно оброблюваної труби.The essence of the claimed useful model is explained by the drawings, where: in Fig. 1 shows the design of the machine for internal pipe grinding; in Fig. 2 shows the section AA in fig. 1; in Fig. 3 shows the extreme right position of the grinding head relative to the treated pipe; in Fig. 4 shows the leftmost position of the grinding head relative to the treated pipe; in Fig. 5 shows the average position of the grinding head relative to the treated pipe; in Fig. 6 shows the graph of the change in the amount of linear deformation 9 of the grinding wheel depending on its location relative to the processed pipe.

Верстат складається зі станини 1, на якій розміщені шліфувальна бабка 2 на напрямних З та бабка виробу 4 на напрямних 5. В бабці виробу 4 розташований порожнистий шпиндель 6. На порожнистому шпинделі 6 зі сторони шліфувальної бабки 2 закріплений нерухомий патрон 7, а на протилежному кінці - рухомий патрон 8, який має можливість осьового переміщення відносно порожнистого шпинделя 6. На станині 1 зі сторони рухомого патрона 8 встановлена стійка 9 люнета. Люнет виконаний у вигляді напрямної втулки 10, яка співвісна шліфувальній оправці 11.The machine consists of a bed 1, on which the grinding headstock 2 is placed on the guides Z and the product headstock 4 on the guides 5. The product headstock 4 has a hollow spindle 6. On the hollow spindle 6 on the side of the grinding headstock 2, a stationary chuck 7 is fixed, and on the opposite end - a movable cartridge 8, which has the possibility of axial movement relative to the hollow spindle 6. On the frame 1 on the side of the movable cartridge 8, a support 9 of the lunette is installed. The lunette is made in the form of a guide sleeve 10, which is coaxial with the grinding mandrel 11.

Шліфувальна оправка 11 оснащена шліфувальним кругом 12 та хвостовиком 13. Під час шліфування вільний кінець хвостовика 13 введений в отвір напрямної втулки 10 люнета. Стійка 9 люнета має можливість переміщення відносно станини 1 по напрямних 14. На станині 1 зі сторони нерухомого патрона 7 встановлений другий люнет 15, який співвісний шліфувальній оправці 11. Для запобігання заклинювання в люнетах шліфувальна оправка 11 з'єднана зі шліфувальною бабкою 2 за допомогою шарніра 16. Оброблювана труба 17 розташована в порожнистому шпинделі 6 та закріплена кулачками нерухомого патрона 7 та рухомого патрона 8.The grinding mandrel 11 is equipped with a grinding wheel 12 and a shank 13. During grinding, the free end of the shank 13 is inserted into the hole of the guide sleeve 10 of the lunette. The stand 9 of the lunette can be moved relative to the bed 1 along the guides 14. On the bed 1 from the side of the fixed chuck 7, a second lunette 15 is installed, which is coaxial with the grinding mandrel 11. To prevent jamming in the lunettes, the grinding mandrel 11 is connected to the grinding headstock 2 by means of a hinge 16. The processed pipe 17 is located in the hollow spindle 6 and fixed by the cams of the fixed chuck 7 and the movable chuck 8.

Верстат працює наступним чином.The machine works as follows.

В вихідному положенні шліфувальна оправка 11 від'єднана від шліфувальної бабки 2 та виведена з порожнистого шпинделя 6. Оброблювана труба 17 встановлюється в осьовий отвір порожнистого шпинделя 6. Кінець труби, розташований зі сторони шліфувальної бабки 2, центрується та затискається кулачками нерухомого патрона 7. Для центрування та затиску протилежного кінця труби рухомий патрон 8 переміщується в осьовому напрямі відносно порожнистого шпинделя б таким чином, щоб його кулачки були розташовані напроти ділянки труби, яка передбачена для затиску. За допомогою кулачків рухомого патрона 8 труба 17 центрується та затискається остаточно.In the initial position, the grinding mandrel 11 is disconnected from the grinding headstock 2 and removed from the hollow spindle 6. The processed pipe 17 is installed in the axial hole of the hollow spindle 6. The end of the pipe, located on the side of the grinding headstock 2, is centered and clamped by the cams of the fixed chuck 7. For centering and clamping of the opposite end of the pipe, the movable cartridge 8 is moved in the axial direction relative to the hollow spindle b so that its cams are located opposite the section of the pipe that is intended for clamping. With the help of the cams of the movable chuck 8, the pipe 17 is centered and finally clamped.

Шліфувальна оправка 11 встановлюється в другий люнет 15 та з'єднується зі шліфувальною бабкою 2 шарніром 16. Положення стійки 9 люнета відносно станини 1 та шліфувальної бабки 2 регулюється переміщенням стійки 9 по напрямних 14 таким чином, щоб під час шліфування вільний кінець хвостовика 13 шліфувальної оправки 11 завжди був введений в отвір напрямної втулки 10 люнета. Хвостовик 13 шліфувальної оправки 11 вводиться в отвір напрямної втулки 10 люнета. Після регулювання положення стійка 9 люнета фіксується. Верстат налагоджений та готовий до шліфування.The grinding mandrel 11 is installed in the second lunette 15 and is connected to the grinding headstock 2 by a hinge 16. The position of the stand 9 of the lunette relative to the bed 1 and the grinding headstock 2 is adjusted by moving the rack 9 along the guides 14 so that during grinding the free end of the shank 13 of the grinding mandrel 11 was always inserted into the hole of the guide sleeve 10 of the lunette. The shank 13 of the grinding mandrel 11 is inserted into the hole of the guide sleeve 10 of the lunette. After adjusting the position of the rack 9, the lunette is fixed. The machine is adjusted and ready for grinding.

Після закінчення процесу оброблення стійка 9 люнета відводиться від хвостовика 13, шліфувальна оправка 11 від'єднується від шліфувальної бабки 2 та виводиться з другого люнета 15. Відбувається зміна оброблюваної труби.After finishing the machining process, the stand 9 of the lunette is removed from the shank 13, the grinding mandrel 11 is disconnected from the grinding headstock 2 and removed from the second lunette 15. The processed pipe is changed.

При крайньому правому положенні шліфувальної бабки 2 відносно оброблюваної труби 17 (фіг. 3), при якому відстань Ї- між шліфувальним кругом 12 та другим люнетом 15 найменця, лінійна деформація 2 шліфувального круга 12 під дією радіальної складової сили різання /- У наближується до нуля.At the extreme right position of the grinding headstock 2 relative to the processed pipe 17 (Fig. 3), in which the distance Y- between the grinding wheel 12 and the second lunette 15 of the work piece, the linear deformation 2 of the grinding wheel 12 under the action of the radial component of the cutting force /- U approaches zero .

При крайньому лівому положенні шліфувальної бабки 2 відносно оброблюваної труби 17 (Фіг. 4), при якому відстань Ї між шліфувальним кругом 12 та другим люнетом 15 найбільщя, лінійна деформація Є шліфувального круга 12 під дією радіальної складової сили різання У також наближується до нуля.At the extreme left position of the grinding headstock 2 relative to the processed pipe 17 (Fig. 4), in which the distance Y between the grinding wheel 12 and the second lunette 15 is the greatest, the linear deformation Е of the grinding wheel 12 under the action of the radial component of the cutting force U also approaches zero.

При середньому положенні шліфувальної бабки 2 відносно оброблюваної труби 17 (фіг. 55) лінійна деформація 2 шліфувального круга 12 під дією радіальної складової сили різання /- У складаєр | З вз--ї зо АВЕЇ , де Е - модуль пружності матеріалу шліфувальної оправки;At the average position of the grinding headstock 2 relative to the processed pipe 17 (Fig. 55), the linear deformation 2 of the grinding wheel 12 under the action of the radial component of the cutting force /- U Z vz--i zo AVEY, where E is the modulus of elasticity of the material of the grinding mandrel;

Ї - момент інерції перерізу шліфувальної оправки.Y is the moment of inertia of the cross-section of the grinding mandrel.

Лінійна деформація шліфувального круга під час роботи верстата є змінною величиною.The linear deformation of the grinding wheel during machine operation is a variable value.

Графік зміни величини лінійної деформації 2 шліфувального круга 12 в залежності від його розташування відносно оброблюваної труби 17 зображений на Фіг. 6.The graph of the change in the amount of linear deformation 2 of the grinding wheel 12 depending on its location relative to the processed pipe 17 is shown in Fig. 6.

Зважаючи на те, що лінійна деформація ? шліфувального круга у верстата длядувіфуванняGiven that the linear deformation ? of the grinding wheel in the machine for air-conditioning

У вз--ї. отворів в трубах |3Ї також є змінною величиною з найбільшим значенням бЕ! , можна констатувати, що конструкція верстата, який заявляється, збільшить жорсткість шліфувальної оправки щонайменше в 8 разів, і тим самим підвищить точність оброблення.In vz--y of holes in pipes |3Y is also a variable with the largest value bE! , it can be stated that the design of the machine, which is claimed, will increase the rigidity of the grinding mandrel by at least 8 times, and thereby increase the accuracy of processing.

Джерела інформації: 1. Патент ВИ Мо 2012479, МПК В248 5/06, опубл. 15.05.1994. 2. Патент на корисну модель ОА Мо 110802, МПК 8248 5/00, В24В 5/10, опубл. 25.10.2016. 3. Патент на корисну модель ОА Мо 115402, МПК В24В 5/00, В248В 5/40, опубл. 10.04.2017.Sources of information: 1. Patent YOU Mo 2012479, IPC B248 5/06, publ. 15.05.1994. 2. Patent for a utility model OA Mo 110802, IPC 8248 5/00, B24B 5/10, publ. 25.10.2016. 3. Patent for utility model OA Mo 115402, МПК В24В 5/00, В248В 5/40, publ. 10.04.2017.

Claims

UTILITY MODEL FORMULA A machine for internal pipe grinding, which consists of a bed with a grinding headstock with a grinding mandrel located on it, a product headstock with a hollow spindle equipped with fixed and movable chucks, and a grinding mandrel lunette,

placed on the side of the moving chuck, which differs in that a second lunette is installed coaxially to the grinding mandrel on the bed on the side of the stationary chuck, and the grinding mandrel is connected to the grinding headstock by a hinge.