УСТРОЙСТВО ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ БЕГОВЫХ ДОРОЖЕК КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ Российский патент 1996 года по МПК B24B19/06 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам чистовой абразивной обработки, например суперфинишной обработки поверхностей вращения на деталях типа колец подшипников.

Известны устройства для зажима деталей в процессе одновременной обработки их сопряженных поверхностей на круглошлифовальных станках, например патрон для одновременного шлифования сопряженных элементов наружных поверхностей двух деталей, выполненный в виде корпуса с загрузочными и разгрузочными окнами и цанги, закрепленной на штоке, совершающем возвратно-поступательное движение для зажима деталей с помощью неподвижного упора, кроме того, корпус патрона выполнен открытым со стороны шлифовальной бабки и закреплен неподвижно, снабжен съемником [1] Недостатком данного устройства патрона являются дополнительные нагрузки на шпиндель изделия, что приводит к понижению технологической надежности оборудования, а сложность размещения в зоне обработки механизма зажима детали к ограничению технологических возможностей устройства.

Известен автоматический станок для финишной обработки дорожек качения колец подшипников, содержащий шагово-поворотный механизм, выполненный в виде крестовины, на концах которой закреплены средства радиального гидростатического базирования колец, выполненные в виде оправок, кроме того, станок содержит два шпинделя с торцовыми накладками, ролики для прижатия колец к торцам накладок, две рабочие головки с держателями инструментов и загрузочно-разгрузочное устройство [2]
Станок для финишной обработки дорожек качения имеет следующие недостатки:
дополнительные нагрузки на подшипниковые опоры шпинделя, увеличение габаритов, массы и стоимости станка;
ограниченные технологические возможности из-за сложности размещения в зоне обработки механизма зажима детали.

Наиболее близким из аналогов является устройство для базирования и вращения деталей типа колец подшипников, которое выбрано за прототип [3] Известное устройство содержит шпиндель с установленным на направляющей подпружиненным выдвижным штоком с оправкой радиального базирования детали, средства гидростатического центрирования детали, выполненные в виде радиальных каналов, связанных с источником давления рабочей жидкости, и средства прижатия детали к торцу шпинделя, причем оправка радиального базирования детали снабжена дополнительными осевым и радиальными каналами, связанными с каналами гидростатического центрирования, соосно с оправкой смонтирован гидростатический фиксатор, посадочная поверхность которого расположена напротив выходных отверстий дополнительных каналов, кроме того, на штоке оправки выполнена посадочная цилиндрическая поверхность с фаской, направляющая оправки расположена вне шпинделя у его заднего конца, а в передней его части расположен дополнительный подшипник. Данное устройство позволяет повысить точность и производительность обработки, однако имеет следующие недостатки: ограниченные технологические возможности, т. к. данная конструкция не позволяет располагать ось вращения инструментальной головки под углом к оси вращения детали и тем самым обеспечить высокую степень самозатачивания инструмента, что позволяет повысить производительность обработки.

Задачей изобретения является обеспечение самозатачивания инструмента.

Это достигается тем, что в устройстве для абразивной обработки беговых дорожек колец подшипников, содержащем расположенные на станине инструментальную головку и бабку, несущую шпиндель с гидростатической оправкой, механизмом зажима колец по торцу и штоком, совершающим возвратно-поступательное перемещение, оси инструментальной головки и шпинделя изделия расположены под углом друг к другу, гидростатическая оправка расположена на полом валу шпинделя, в котором установлен шток, механизм зажима по торцу выполнен в виде цанги, которая закреплена на штоке посредством сферических шайб с возможностью взаимодействия своей торцовой частью с изделием, а конической со свободным концом гидростатической оправки, выполненным в виде шаровой опоры.

Отличительными признаками изобретения являются размещение шпинделя инструментальной головки под углом относительно оси шпинделя изделия и выполнение механизма зажима колец по торцу в виде цанги, закрепленной посредством сферических шайб на совершающем возвратно-поступательное перемещение штоке с возможностью взаимодействия своей конической частью с шаровой опорой гидростатической оправки.

Предлагаемая конструкция механизма позволяет располагать ось вращения инструментальной головки под углом к оси вращения детали, а это обеспечивает самозатачиваемость инструмента, позволяет вести обработку изделия одновременно несколькими режущими инструментами, что позволяет повысить производительность обработки. Кроме того, появляется возможность получения деталей выпуклого профиля, а за счет более точной базировки обрабатываемого кольца на гидростатической оправке повысить качество и точность обработки. Расположение оси инструментальной головки под углом к оси вращения детали позволяет также получить угол разворота осей в пределах, необходимых для обработки желобов колец шариковых подшипников, сферической поверхности колец шарнирных подшипников и роликовой дорожки колец роликовых подшипников.

На фиг. 1 изображено устройство для обработки беговых дорожек колец подшипников без привода вращения и качения инструментальной головки и механизма разжима и сжатия абразивных брусков; на фиг. 2 зажимное устройство, где обрабатываемая деталь сконцентрирована на гидростатической оправке и прижата по торцу торцом цанги; на фиг. 3 зажимное устройство с отведенной цангой, при этом положении цанги осуществляется перезарядка обрабатываемых деталей.

Устройство состоит из станины 1, на которой размещены бабка изделия 2, инструментальная головка 3 с приводами вращения изделия и качательного или вращательного движения инструментальной головки и механизма разжима брусков, не показанных на чертеже. В корпусе бабки изделия 2 находится цилиндр 4, в направляющих которого расположен шпиндель изделия 5, в корпусе которого на подшипниках смонтирован вал 6 шпинделя. На валу 6 закреплены с правой стороны гидростатическая оправка 7, а с левой приводной шкив 8. Внутри вала 6 шпинделя расположен шток 9, на одном конце которого закреплена при помощи самоустанавливающихся шайб 10 и гайки цанга 11, сидящая на гидростатической оправке 7. Другой конец штока 9 через подшипники качения связан с корпусом цилиндра 12, сидящем на штоке-поршне 13, который при помощи крышки 14 жестко связан с корпусом шпинделя изделия 5 и размещен в направляющих корпуса бабки изделия 2. Корпус инструментальной головки 3 установлен с возможностью поворота относительно оси 15, закрепленной в станине 1. На инструментальной головке 3 размещены державки 16, на которых закреплены абразивные бруски 17, прижимающиеся в процессе обработки к беговой дорожке обрабатываемой детали 18.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При сжатой цанге 11 (фиг. 3) надевается обрабатываемая деталь 18 на гидростатическую оправку 7. При работе на полуавтоматике надевание и снятие обрабатываемой детали осуществляется вручную, а на автомате автоматически.

При подходе шпинделя изделия 5 в рабочее положение корпус цилиндра 12, при поступлении сжатого воздуха или масла в рабочую полость цилиндра 19 будет перемещаться относительно штока-поршня 13 и через подшипники будет также перемещаться и шток 9, а следовательно, будет своей конической частью перемещаться цанга 11 по шаровой опоре гидростатической оправки 7. При перемещении цанги 11 к обрабатываемой детали 18 последняя будет прижата по торцу торцом цанги 11 к гидростатической оправке 7. После этого к беговой дорожке детали 18 прижимаются абразивные бруски 17. Происходит обработка детали, после окончания которой абразивные бруски 17 разжимаются. При отходе шпинделя изделия 5 в нерабочее положение на ходу происходит перемещение цанги в правую сторону, вследствие чего произойдет сжатие цанги на величину, при которой можно будет перезаряжать обрабатываемые детали.

Использование: в области машиностроения, в станках для обработки беговых дорожек внутренних колец высокоточных подшипников качения. Сущность: устройство содержит станину 1 с расположенной на ней инструментальной головкой 3, шпиндель которой установлен под углом к оси шпинделя изделия. На шпинделе 5 размещена гидростатическая оправка 7 и механизм зажима колец по торцу. Последний выполнен в виде цанги с прижимным торцом, установленной на штоке 9 с возможностью возвратно-поступательного движения относительно гидростатической оправки. На свободном конце гидростатической оправки выполнена шаровая опора, взаимодействующая с конической частью цанги. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ БЕГОВЫХ ДОРОЖЕК КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ, содержащее расположенные на станине инструментальную головку и бабку, несущую шпиндель изделия с гидростатической оправкой, механизмом зажима колец по торцу и штоком, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения, отличающееся тем, что ось инструментальной головки расположена под углом к оси шпинделя изделия, а механизм зажима колец выполнен в виде цанги, закрепленной посредством сферических шайб на штоке и предназначенной для взаимодействия своей торцевой частью с изделием, а конической с шаровой опорой, выполненный на свободном конце гидростатической оправки, закрепленной на введенном в устройство полом валу, концентрично расположенном в пространстве между штоком и шпинделем.