ПЛАНЕТАРНАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ Российский патент 2005 года по МПК B24B5/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке прерывистых внутренних цилиндрических поверхностей.

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).

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.

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).

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.

Задачей изобретения является повышение качества шлифования прерывистых внутренних цилиндрических поверхностей.

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.

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.

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.

Расположение осей шлифовальных кругов на одной окружности позволяет производить шлифование прерывистых поверхностей шлифовальными кругами, вращающимися в противоположные стороны без образования заусенцев.

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).

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.

На фиг.1 показана кинематическая схема планетарной головки;

На фиг.2 - схема работы планетарной головки;

На фиг.3 - схема правки абразивных кругов;

На фиг.4 - вид А на фиг.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.

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.

Оси шлифовальных кругов 7, 8, 9 и 10 расположены на одной окружности.

Планетарная головка для шлифования работает следующим образом.

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.

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.

Пример конкретного выполнения.

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.

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.

Конструкция планетарной головки для шлифования обеспечивает качественное шлифование прерывистых внутренних цилиндрических поверхностей, например, сотовых уплотнений, без образования заусенцев.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке внутренней цилиндрической прерывистой поверхности. Планетарная головка содержит вал с водилом, шпиндели для крепления на осях шлифовальных кругов и сателлитов, а также паразитные шестерни. Солнечное колесо установлено с возможностью зацепления с сателлитами и паразитными шестернями. Предусмотрены дополнительные зубчатые колеса. Одно из них 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. Такая конструкция исключает образование заусенцев, повышая качество шлифования прерывистых цилиндрических поверхностей и обеспечивает возможность правки шлифовальных кругов при остановленном водиле. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. 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, отличающаяся тем, что она 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.2. Планетарная головка для шлифования по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена фиксатором, выполненным с возможностью взаимодействия с пазами водила.3. Планетарная головка для шлифования по п.1 или 2, отличающаяся тем, что оси шлифовальных кругов расположены на одной окружности.