UA124899C2

UA124899C2 - Безцентровий круглошліфувальний верстат

Info

Publication number: UA124899C2
Application number: UAA201910292A
Authority: UA
Inventors: Олексій Борисович Черенов
Original assignee: Олексій Борисович Черенов
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2021-12-08
Also published as: RU2722943C1

Abstract

Винахід належить до машинобудування і може бути використаний в верстатобудуванні при виробництві верстатів для шліфування деталей типу тіл обертання. Безцентровий круглошліфувальний верстат містить станину з парами напрямних, стіл, який має можливість зворотно-поступального переміщення по поздовжніх напрямних та на якому розташовані пристрій для закріплення і обертання оброблюваної деталі та пристрій для правки шліфувального круга. Також на станині виконані дві пари напрямних, які розгорнуті щодо поздовжніх напрямних під кутом і встановлені дзеркально одна до одної. При цьому на кожній парі розгорнутих напрямних встановлений супорт, на якому розташовані шліфувальна бабка з шпинделем і шліфувальним кругом, що виконана поворотною щодо осі, паралельної осі обертання шліфувального круга, а також механізми подання і компенсації зносу шліфувального круга. Технічний результат: забезпечення високоточного шліфування торцевих профільних поверхонь, а також забезпечення як геометричної точності параметрів, так і рівнорозмірності довжини деталей при підвищенні продуктивності верстата.

Description

й вон НУ ту нн

Ко ва ТЕ Ко й. п ТА ОХ кутя

ТЕ Баки рі я ве М и я сех тю яке я че не шк : сх й, З о ше: Х, НС А ша: х А Я хх зе на ки же ї ча се хо дея я ма ох по х Я я ми СЕ Сх РК Ко х пе ї її о ж ЖК ж й ее й шо в ди, ке ох й ех, во Кая т х о ; ве ох й ИН кт сх я М лях КЕ в щих й І ма ! : УК Я ще ут джут ююиккя

ФА. чо шосе ої РОК яю : Ме, км м де ія че хх Вот Ка СЯ ай х я а ї ск кам ї они КА ж, Ко у Не. За сп й їх пЕтоО0Туе Ко І сани Та о Зло, -ї й тА сей бед се ЦЕ й ше що Ве ре о ши КА Ж - божу й о сем, ше че а НКЯ х Ко ш 7 лек я сх сін Я лм ОБ ще Е я ДУ а ож чи и аа Ж се ки я стек Ох жд щи а Ех я шок м. са х с -- й й х Я не і а сш що вд сн бе м ик оо Й шен о Є. а ЩА А ди с пз ах теж Ух и щи «х. ех свое шо. и рн Чех в ще ення я КЗ У нт. че» М о о

М пору ие ча вк : кох ко

Го р В де и ше ох ! т і т НКУ» ПТ фесеююєр тя нтскрн сте пише іш Тен ТМ

ШЕ ни Й Ж ШИ тА. і ї Н Фон дме ВШ Н ос і і ЕЕ ої ме и о НИ нежтекююндюю екінрюнююкнтя не: ин ЕНЕЙ Кох і ак Я Ні Н ку денти НИМ Ева и в Боща Н ре шин ШИ ше Я ше ня ко щу ої : ТМ Ко п т ТО, «АХ фуюклнтютн тк

КЗ А Е Е У . Млини у р ння В Я х ї хх х НИ ІТК Не ща г К , Й Н у з Н ІЗ Не

Ус З Ї Ето Ме й ін ОО ся же КУ ся ех Ж ко Зх, мо м

Шо я т ой Б

ОК вия

КУ че

Фі іг.

Винахід належить до машинобудування і може бути використаний в верстатобудуванні при виробництві верстатів для шліфування деталей типу тіл обертання, наприклад, в підшипникової промисловості для врізного шліфування фасонних робочих поверхонь роликів роликових підшипників з високою геометричною і розмірною точністю цих поверхонь.

Відомий круглошліфувальний верстат, наприклад універсальний круглошліфувальний верстат 1), призначений для шліфування циліндричних і конічних деталей, що містить станину з поперечними напрямними, встановлений на них супорт з шліфувальною бабкою і шпинделем із закріпленим на ньому шліфувальним кругом, а також пристрій для правки шліфувального круга, пристрій для закріплення і обертання деталі, механізм компенсації зносу шліфувального круга і механізм подання шліфувальної бабки на деталь. При цьому супорт з шліфувальною бабкою змонтований на роликових напрямних.

Пристрій для правки шліфувального круга виконано у вигляді жорстко закріпленого на задній бабці алмазного олівця. У верстаті автоматизовані цикли врізного і подовжнього шліфування. При цьому механізми поздовжнього і врізного подання, а також переміщення шліфувальної бабки працюють від гідроприводу.

До недоліків даного круглошліфувального верстата можна віднести те, що на ньому не можна шліфувати короткі деталі з фасонною поверхнею, що вимагають отримання високої точності форми, а також виконання профільних поверхонь з високою точністю розмірів їх діаметрів.

Крім того, даний верстат не дозволяє шліфування торців деталей з фасонною поверхнею.

Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є безцентровий круглошліфувальний верстат |2), що містить станину з двома парами напрямних, стіл, який має можливість зворотно-поступального переміщення по поздовжніх напрямних, на якому розташовані пристрій для закріплення і обертання оброблюваної деталі і пристрій для правки шліфувального круга, супорт, шліфувальну бабку зі шпинделем і шліфувальним кругом, виконану поворотною щодо осі, паралельної осі обертання шліфувального круга, механізми подання і компенсації зносу шліфувального круга.

При цьому на парі поздовжніх напрямних встановлено пристрій для правки шліфувального круга, виконаний у вигляді шпинделя з закріпленим на ньому правильним роликом і приводом

Зо його обертання, а також два пристрої для закріплення і обертання оброблюваної деталі, встановлені назустріч один одному, а також шліфувальна бабка, яка містить два співвісних шліфувальних круга, розташованих на заданій відстані один від одного. Крім того, механізм подання шліфувального круга на деталь виконаний з вертикальним розташуванням гвинта подання, на верхній кінець якого в процесі шліфування деталей і правки шліфувальних кругів спирається шліфувальна бабка.

Даний верстат забезпечує геометричну точність обробки деталей профільних поверхонь тіл обертання складного профілю при врізному шліфуванні коротких деталей типу тіл обертання.

До недоліків даного верстата можна віднести те, що даний верстат не забезпечує шліфування торцевих фасонних поверхонь обертання і, крім того, не дозволяє отримати рівнорозмірність довжини цих деталей з високою точністю.

В основу винаходу поставлена задача створення такого безцентрового круглошліфувального верстата, в якому шляхом удосконалення конструкції досягається високоточне шліфування торцевих профільних поверхонь, а також забезпечується як геометрична точність параметрів, так і рівнорозмірність довжини деталей при підвищенні продуктивності верстата.

Поставлена задача вирішується тим, що у відомому безцентровому круглошліфувальному верстаті, що містить станину з двома парами напрямних, стіл, який має можливість зворотно- поступального переміщення по поздовжніх напрямних, на якому розташовані пристрій для закріплення і обертання оброблюваної деталі і пристрій для правки шліфувального круга, супорт, шліфувальна бабка зі шпинделем і шліфувальним кругом, виконана поворотною щодо осі, паралельної осі обертання шліфувального круга, механізми подання і компенсації зносу шліфувального круга, згідно винаходу, на станині виконана додаткова пара напрямних, при цьому обидві пари напрямних розгорнуті щодо поздовжніх напрямних під кутом а і встановлені дзеркально одна до одної, а на кожній парі розгорнутих напрямних встановлені супорт, шліфувальна бабка з шпинделем і шліфувальним кругом, а також механізми подання і компенсації зносу шліфувального круга.

Переважно, коли кут а становить 5" - 30".

Крім того, пристрій для закріплення і обертання деталі містить вал із закріпленою на ньому ведучою планшайбою і дві радіальні жорсткі опори, що встановлені на верстаті, і додатковий вал із закріпленою на ньому веденою планшайбою, при цьому обидва вали виконані підпружиненими.

При цьому вал із закріпленою на ньому в ведучою планшайбою виконаний таким, що спирається одним своїм кінцем на жорстку опору, що виконану у вигляді кульової опори або у вигляді пари "конус - конусне гніздо".

Крім того, пристрій для правки шліфувальних кругів містить два обертових правильних ролика з мірною проставкою між ними, що закріплені на одному валу і встановлені робочими поверхнями назустріч робочим поверхням шліфувальних кругів, що виконані з профілем, відповідним профілю оброблюваної поверхні деталі.

Виконання станини верстата з додатковою парою напрямних, де обидві пари напрямних розгорнуті щодо поздовжніх напрямних під кутом с і встановлені дзеркально одна до одної, дозволяє забезпечити шліфування одночасно двох торців фасонних поверхонь обертання, що підвищує продуктивність обробки.

Переважно, коли кут са становить 57-30", що є оптимальним для обробки торцевих фасонних поверхонь обертання і встановлено експериментальним шляхом.

При цьому встановлення кута в заданому діапазоні регулюється в залежності від розмірів і конфігурації деталей.

Завдяки тому, що на кожній парі розгорнутих напрямних встановлені супорт, шліфувальна бабка з шпинделем і шліфувальним кругом, а також механізми подання і компенсації зносу шліфувального круга, відбувається рівномірне задане шліфування поверхні деталі.

Завдяки тому, що пристрій для закріплення і обертання деталі містить вал із закріпленою на ньому ведучою планшайбою і дві радіальні жорсткі опори, встановлені на верстаті, і додатковий вал із закріпленою на ньому веденою планшайбою, при цьому обидва вали виконані підпружиненими, забезпечується надійна фіксація оброблюваної деталі і висока точність обробки деталі в радіальному напрямку.

Завдяки тому, що вал із закріпленою на ньому ведучою планшайбою виконаний таким, що спирається одним своїм кінцем на жорстку опору, виконану у вигляді кульової опори або у вигляді пари "конус - конусне гніздо", досягається висока точність обробки деталі в осьовому напрямку.

Зо Завдяки тому, що пристрій для правки шліфувальних кругов містить два обертових правильних ролика з мірною проставкою між ними, що закріплені на одному валу і встановлені робочими поверхнями назустріч робочим поверхням шліфувальних кругів, що виконані з профілем, відповідним профілю оброблюваної поверхні деталі, забезпечується правка шліфувальних кругів, що задає точний розмір між точками контакту торців оброблюваної деталі з робочими поверхнями, наприклад, бортів кілець підшипників, тобто при цьому розмір деталі по довжині забезпечується інструментом.

При цьому таке конструктивне виконання пристрою для правки шліфувальних кругів дозволяє проводити правку без поперечного переміщення шліфувальних бабок поміж правкою шліфувальних кругів і обробкою деталі, що значно підвищує якість обробки.

Така конструкція безцентрового круглошліфувального верстата забезпечує розширення технічних можливостей верстата, високу жорсткість верстата, отримання прошліфованих на ньому деталей з високою геометричною і розмірною точністю за їх довжиною і профілем торцевих поверхонь при високій продуктивності.

Суть винаходу пояснюється кресленнями, де: на Фіг. 1 показана схема безцентрового круглошліфувального верстата - вид зверху; на Фіг. 2 - вид верстата за стрілкою А (повернуто); на Фіг. З - пристрій для закріплення і обертання деталі; на Фіг. 4 - схема правки шліфувальних кругів - вид зверху.

Безцентровий круглошліфувальний верстат, як показано на Фіг. 1, містить станину (на Фіг. не показано), два супорти 1 і 1/7, розташованих на розгорнутих напрямних, встановлених дзеркально одна до одної і розгорнуті щодо поздовжніх напрямних столу 2 на кут а" в межах 57- 30".

На супорті 1 розташована шліфувальна бабка З зі шпинделем 4, приводним шківом 5 і шліфувальним кругом б, при цьому шліфувальна бабка З виконана поворотною щодо осі, паралельній осі обертання шліфувального круга 6.

На супорті 1/ розташовані, відповідно, шліфувальна бабка 3/ зі шпинделем 4, приводним шківом 5/ і шліфувальним кругом 6, при цьому шліфувальна бабка 3 виконана поворотною щодо осі, паралельної осі обертання шліфувального круга 6".

При цьому стіл 2 має можливість зворотно поступального переміщення за своїми бо поздовжніми напрямними (не показано). На столі 2, як показано на Фіг. 3, встановлено пристрій

7 для закріплення і обертання оброблюваної деталі 8. Пристрій 7 для закріплення і обертання деталі включає корпус 9, закріплений в ньому на підшипниках 10 і 11 вал 12 із закріпленою на ньому ведучою планшайбою 13.

Вал 12 із закріпленою на ньому ведучою планшайбою 13 під дією пружини 14 через підшипник 10, впираючись в гайку 15, одним своїм кінцем спирається на жорстку опору, наприклад, що складається з кулі 16, яка упирається у виточку кришки 17, як показано на Фіг. 3, або спирається на жорстку опору, наприклад, виконану у вигляді пари "конус - конусне гніздо" (не показано).

З протилежного боку деталі 8 в корпусі 18 на підшипниках 19 і 20 розташований додатковий вал 21 із закріпленою на ньому веденою планшайбою 22, яка під дією пружини 23, спираючись через підшипник 19 на гайку 24 притискає оброблювану деталь 8 до ведучої планшайби 13. У радіальному напрямку деталь 8 базується на радіальні жорсткі опори 25 і 26, закріплені на столі 2 верстати.

Привід обертання валу 12 із закріпленою на ньому ведучою планшайбою 13 здійснюється від шківа 27, жорстко закріпленого на валу 12 штифтом 28. На корпусі 9 закріплений кожух 29, що оберігає приводні ремені і підшипники від потрапляння в середину корпусу 10 охолоджуючої рідини. Корпуси 10 і 18 до столу 2 кріпляться стійками з хомутами 30 і 31. Віджим додаткового вала 21 із закріпленою на ньому веденою планшайбою 22 здійснюється рукояткою 32 (при завантаженні деталі вручну). Отвір 33 призначений для подання мастила в зону роботи шарнірної опори.

Шліфувальні бабки З і 3", розташовані на супортах 1 і 17, і містять кронштейни 34 і 347, важелі 351 35/ і осі 36 і 367, за допомогою яких вони закріплені на супортах 1 і 1/ с можливістю їх повороту навколо осей 36 і 367, паралельних осям обертання 37 і 377 шліфувальних кругів 6 і 6".

Шліфувальні бабки З і 3/ містять жорстко закріплені на них упори 38 і 38, а також механізми подання і механізми компенсації зносу шліфувальних кругів, як показано на Фіг. 2, їх кінцевими виконавчими елементами - гвинтами 39 і 397, розташованими вертикально і впирающимися своїми верхніми кінцями в упори 38 і 38". На супортах 1 і 1! закріплені також кронштейни 40 і 407, які за допомогою двох пар шарнірів 41 і 417 і 42 і 427, а також штоків гідроциліндрів 43 і 43/ з'єднують їх з важелями 35 і 35/.

Зо Пристрій для правки шліфувальних кругів б і б/ встановлений на столі 2 і містить, як показано на Фіг. 4, два обертових правильних ролика 44 і 44/ с мірною проставкою 45 між ними, встановлені робочими поверхнями назустріч робочим поверхням шліфувальних кругів 6 і 6", що виконані з профілем, відповідним профілю оброблюваної поверхні деталі 8. При цьому правильні ролики 44 і 44/ закріплені на одному валу 46 з приводом його обертання (на Фіг. не показано).

Обробка деталей на верстаті проводиться таким чином.

Шліфувальні бабки З і 3 знаходяться в початковому, верхньому положенні. Деталь 8 встановлюють в пристрій 7 закріплення і обертання деталі на жорсткі опори 25 і 26 між ведучою планшайбою 14 і веденою планшайбою 22, відтягнувши для цього підпружинений додатковий вал 21 з планшайбою 22 за допомогою важеля 32.

У налагоджувальному режимі всі приводи включаються незалежно один від одного.

Спочатку верстат попередньо прогрівають, потім проводять правку шліфувальних кругів 6 і 6/ до повного їх відновлення за профілем. Для цього шліфувальні бабки З і 3 опускають в нижнє положення до упору гвинта подання 39 в упор 38, що забезпечує жорсткість положення бабок З і 3.

Правка проводиться шляхом подання бабок З і 3/ за відповідними напрямними в напрямку обертаючих правильних роликів 44 і 447, а потім проводять пробне шліфування поверхні деталі 8.

Для цього шліфувальні бабки З і 3/ піднімають у верхнє положення і стіл 2 переміщують в зону обробки.

Пристрій 7 для закріплення і обертання деталі 8 встановлюють таким чином, щоб прошліфовані пояски по краях деталі 8 були однаковими, потім за допомогою вимірювального приладу і еталона обробленої деталі, домагаються стабільної відповідності розміру Її. оброблюваної деталі 8 еталонного розміру. Коли ця стабільність отримана в ручному виконанні, включається автоматичний цикл роботи верстата.

При цьому періодично проводять автоматичну компенсацію зносу шліфувальних кругів 6 і 6/ після обробки перед правкою під час переміщення столу 2 з положення обробки в положення правки. За рахунок цього отримують точний розмір Г. деталі 8, оскільки виключені поперечні переміщення шліфувальної бабки З і 3.

При цьому для правки шліфувальних кругів 6 і 6/ стіл 2 встановлюють в позицію їх правки.

Правка кругів проводиться шляхом повороту шліфувальних бабок З і 3/ навколо їх осей 37 і 37 до їх упору в верхні кінці гвинтів подання 38 і 38. Оскільки ніяких поперечних переміщень шліфувальних бабок З і 3/ в проміжку між компенсацією зносу шліфувальних кругів 6 і 6 і шліфуванням деталі 8 не відбувається, то на розмірність обробленої деталі може впливати тільки різниця у величині зносу шліфувального круга при обробці однієї деталі, а це дуже мала величина, не більше 10 95 від величини компенсації зносу шліфувального круга. Для отримання ще більш високої точності можна повторити цей цикл, зменшивши величину компенсації зносу шліфувального круга, наприклад, в 5 разів. В цьому випадку, при величині компенсації зносу шліфувального круга, що дорівнює 0,02 мм похибка довжини деталі при одному циклі шліфування складе 0,02 мм х 10 95 - 0002 мм, а після другого циклу ця похибка становитиме 0,002 мм: 5-0,0004 мм або 0,4 мкм.

Даний верстат дозволяє забезпечити високоточне шліфування торцевих профільних поверхонь, а також забезпечує як геометричну точність параметрів, так і равнорозмірність довжини деталей при підвищенні продуктивності верстата.

Таким чином, використання запропонованої конструкції верстата дозволяє розширити його технічні можливості, підвищити геометричну і розмірну в осьовому напрямку точність обробки деталей, зменшити торцеве биття оброблюваних деталей, наприклад, роликів роликових підшипників, що в підсумку дозволить проводити складання підшипників без їх попереднього сортування по довжині і автоматизувати складання підшипників, тим самим виключити потрапляння роликів з підвищеним або заниженим їх розміром по довжині і, тим самим, дозволить забезпечити рівномірне навантаження на торці роликів в процесі експлуатації і виключити передчасне їх зношення.

Джерела інформації: 1. В.В. Лоскутов "Шліфування металів", Москва, Машинобудування 1985 р. (Мод. ЗМ151, стор. 71, рис. 55). 2. Патент РФ Мо 2697533, МПК В248В 5/26 (2006.01), опубл. 15.08.2019 р.

Claims

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Зо

1. Безцентровий круглошліфувальний верстат, що містить станину з парами напрямних, стіл, який має можливість зворотно- поступального переміщення по поздовжніх напрямних та на якому розташовані пристрій для закріплення і обертання оброблюваної деталі та пристрій для правки шліфувального круга, який відрізняється тим, що на станині виконані дві пари напрямних, які розгорнуті щодо поздовжніх напрямних під кутом с і встановлені дзеркально одна до одної, при цьому на кожній парі розгорнутих напрямних встановлений супорт, на якому розташовані шліфувальна бабка з шпинделем і шліфувальним кругом, що виконана поворотною щодо осі, паралельної осі обертання шліфувального круга, а також механізми подання і компенсації зносу шліфувального круга.

2. Безцентровий круглошліфувальний верстат за п. 1, який відрізняється тим, що кут о становить 57-30".

3. Безцентровий круглошліфувальний верстат за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій для закріплення і обертання деталі містить вал із закріпленою на ньому ведучою планшайбою і дві радіальні жорсткі опори, що встановлені на верстаті, і додатковий вал із закріпленою на ньому веденою планшайбою, при цьому обидва вала виконані підпружиненими.

4. Безцентровий круглошліфувальний верстат за п. З, який відрізняється тим, що вал із закріпленою на ньому ведучою планшайбою виконаний таким, що спирається одним своїм кінцем на жорстку опору, виконану у вигляді кульової опори або у вигляді пари "конус-конусне гніздо".

5. Безцентровий круглошліфувальний верстат за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій для правки шліфувальних кругів містить два обертових правильних ролики з мірною проставкою між ними, що закріплені на одному валу і встановлені робочими поверхнями назустріч робочим поверхням шліфувальних кругів, виконані з профілем, відповідним профілю оброблюваної поверхні деталі.