УЗЕЛ ФОРМОИЗМЕНЯЮЩЕГО ШКИВА ДЛЯ ЛЕНТОЧНОГО ПАЗОВАЛЬНОГО СТАНКА Российский патент 2005 года по МПК B24B21/14 

Область техники, к которой относится предлагаемое изобретение

Предлагаемое изобретение относится к узлу формоизменяющего шкива для ленточного пазовального станка. Хотя ниже будет говориться только о ленточных пазовальных станках, тем не менее, должно быть понятно, что предмет предлагаемого изобретения может быть применен таким же образом и к другим станкам, работа которых осуществляется с использованием абразивной ленты, таким как шлифовальные, хонинговальные, шлифовально-притирочные и полировальные станки.

Пазовальный станок представляет собой станок для абразивной обработки с целью изменения формы или поднутрения концов трубообразных и/или монолитных деталей. Пазовальный станок включает пару шкивов и абразивную ленту, которой эти шкивы охвачены, при этом один шкив является ведущим, с помощью него осуществляется приведение абразивной ленты в движение, а другой шкив является формоизменяющим и работает совместно с абразивной лентой для придания выемке нужной формы. Вблизи формоизменяющего шкива расположено зажимное устройство, с помощью которого осуществляется зажатие трубообразной или монолитной детали и которое выполнено с возможностью перемещения по направлению к формоизменяющему шкиву и от него. Формоизменяющий шкив, диаметр которого в общем равен или близок диаметру трубообразной детали, является сменным, благодаря чему обеспечивается возможность делать выемки различного размера.

Предшествующий уровень техники

До сих пор делались попытки создания пазовальных станков, у которых формоизменяющий шкив был бы легко и быстро устанавливаемым и снимаемым, с тем чтобы можно было вручную менять один формоизменяющий шкив на другой, имеющий другой диаметр, с целью вырезания выемки другого размера.

Помимо прочих, известно устройство для шлифования выемок, у которого формоизменяющий шкив имеет сквозной вал с дорожками для шариковых подшипников, которое раскрыто в патенте США №5357714, выданном на имя Ландхейс (Landhuis) 25 октября 1994 года. Один конец сквозного вала этого формоизменяющего шкива вставлен в отверстие, а другой конец этого вала пропущен в вилку, образованную средством стопорения, при этом упомянутые отверстие и вилка выполнены в противоположных боковых стенках устройства. В теле этих боковых стенок установлено, с возможностью поворота, по паре шариковых подшипников, которые выполнены с возможностью зацепления с дорожками, выполненными на валу формоизменяющего шкива. Для правильной установки этого формоизменяющего шкива на шлифовальном станке требуется точная обработка поверхностей для обеспечения сцепления дорожек на валу с парами шариковых подшипников. Кроме того, устройство содержит большое количество деталей.

В патенте США №5437570, выданном также на имя Ландхейс (Landhuis) 01 августа 1995 года, раскрыто устройство для фрезерования выемок, в котором формоизменяющий шкив имеет валообразные части, которые расположены по обе его стороны. Каждая из этих валообразных частей снабжена подшипниковым элементом, выполненным с возможностью размещения и блокирования его в конически сужающейся полости, выполненной в соответствующей боковой стенке устройства. Следует заметить, что при вышеупомянутом расположении частей требуется, чтобы каждый формоизменяющий шкив был снабжен парой шариковых подшипников, внутренний диаметр которых соответствует диаметру валообразных частей шкива.

Кроме того, в устройстве для фрезерования выемок или в пазовальном станке с готовым расположением его формоизменяющего шкива по предыдущей патентной заявке РСТ №01/00469 того же изобретателя поддерживающее средство для формоизменяющего шкива, имеющего валообразные части на своих противоположных концах, снабжено опорными втулками, в которых размещены роликовые подшипники для упомянутых валообразных частей формоизменяющего шкива, эти опорные втулки установлены на подвижном узле, соединенном со станиной пазовального станка с помощью зажимного элемента.

В известных пазовальных станках поддерживающее средство формоизменяющего шкива установлено на открытых, то есть никак не защищенных роликовых подшипниках. Поэтому эти открытые роликовые подшипники, которые вдобавок подвергаются вибрациям, имеющим место при высоких скоростях, а также загрязняются стружкой и отходами в результате износа абразивной ленты при работе, легко уязвимы и имеют короткий срок службы, следствием чего является возрастание материальных затрат и затрат времени на обслуживание станка оператором. В результате этого роликовые подшипники, расположенные на концах формоизменяющего шкива, испытывают особенно значительное воздействие, так как при том же размере абразивной ленты и той же скорости вращения (в оборотах в минуту) ведущего шкива, когда формоизменяющий шкив имеет очень маленький диаметр, что необходимо для создания соответствующей выемки, скорость вращения формообразующего шкива будет возрастать обратно пропорционально уменьшению его диаметра.

Целью предлагаемого изобретения является создание узла формоизменяющего шкива, который обеспечивал бы возможность размещения формоизменяющего шкива пазовального станка без какого-либо риска блокирования по причине отказа его опорных роликовых подшипников.

Краткое описание предлагаемого изобретения

Поэтому предметом предлагаемого изобретения является узел формоизменяющего шкива для ленточного пазовального станка, включающий установленную на станине пару шкивов, являющихся носителями абразивной ленты, при этом один из этих шкивов является ведущим и выполнен с возможностью приведения абразивной ленты в движение, а другой шкив является формоизменяющим и установлен на станине с возможностью замены в целях совместной работы с абразивной лентой для получения выемок различных размеров в трубообразных и/или монолитных деталях, при этом данный узел формоизменяющего шкива содержит следующие составные части:

- удерживающий элемент формоизменяющего шкива, выполненный в форме вилки и имеющий опору на станину, снабженный С-образным корпусом с концевыми крепежными скобами, одна из которых снабжена кожухом, ось которого совпадает с осью кожуха на другой концевой крепежной скобе;

- стационарный центр и съемный противоцентр, при этом и тот и другой являются динамическими центрами, которые расположены соответственно в кожухе стационарного центра и кожухе съемного противоцентра;

- формоизменяющий шкив в виде цилиндрического ролика с центральными отверстиями, расположенными напротив друг друга, для упомянутых стационарного центра и съемного противоцентра соответственно на базах формоизменяющего шкива.

Следует заметить, что при применении узла формоизменяющего шкива для ленточного пазовального станка по предлагаемому изобретению обеспечивается его легкая и быстрая установка.

Одним из преимуществ узла формоизменяющего шкива по предлагаемому изобретению является то, что он обладает типичным свойством систем с расположенными друг напротив друга динамическими центрами, то есть свойством самоцентрирования. Кроме того, данная система с расположенными друг напротив друга динамическими центрами обеспечивает, в отличие от устройств этого типа, известных из предшествующего уровня техники, поддержание формоизменяющего шкива на двойной паре роликовых подшипников, благодаря чему обеспечивается возможность использования меньших по сравнению с предшествующим уровнем техники валов. Один из положительных эффектов состоит в том, что конструкция с парами роликовых подшипников обеспечивает достижение более высоких скоростей при более низком уровне вибраций и большим сроком службы по сравнению с устройствами этого типа, известными из предшествующего уровня техники.

Кроме того, при применении предлагаемого изобретения уменьшается количество деталей, обеспечивающих поддержку формоизменяющего шкива, так как каждый сменный формоизменяющий шкив, независимо от его диаметра, может быть установлен на одни и те же расположенные друг напротив друга динамические центры - при условии, что все эти сменные шкивы имеют одинаковое центральное отверстие.

Кроме того, так как формоизменяющий шкив выполнен в виде преимущественно монолитного ролика, весь узел формоизменяющего шкива имеет большую жесткость.

Далее предлагаемое изобретение описано более подробно со ссылками на чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 в аксонометрии с вырезом показан пазовальный станок, в котором использован узел формоизменяющего шкива по предлагаемому изобретению.

На фиг.2 в увеличенном виде на виде сверху с частичным осевым разрезом показан узел формоизменяющего шкива, изображенного на фиг.1.

На фиг.3 на виде сверху показан узел формоизменяющего шкива, аналогичный показанному на фиг.2, при этом сам формоизменяющий шкив снят.

На фиг.4 на виде сверху с вырезом показана часть узла формоизменяющего шкива, аналогичного показанному на фиг.3, при этом чертеж является иллюстрацией первого варианта осуществления центрального удерживающего средства.

На фиг.5 на виде сверху с вырезом показана часть узла формоизменяющего шкива, аналогичного показанному на фиг.3, при этом чертеж является иллюстрацией второго варианта осуществления центрального удерживающего средства.

Подробное описание предлагаемого изобретения

На фиг.1 пазовальный станок, снабженный узлом формоизменяющего шкива по предлагаемому изобретению, показан в аксонометрии с вырезом. У станка, показанного на фиг.1, станина в целом обозначена позицией 1, а тиски для зажимания трубообразной детали, которая показана без закрепления на станине 1, обозначены позицией 2.

На пару шкивов 3 и 4 натянута абразивная лента 5. Шкив 3 является ведущим шкивом, с его помощью осуществляется приведение в движение абразивной ленты 5, а шкив 4 является формоизменяющим шкивом, который используется для работы совместно с абразивной лентой 5 для выполнения выемок в трубообразной детали (не показана).

Формоизменяющий шкив 4 является съемным и может быть заменен на другие шкивы, имеющие другой диаметр (не показаны), благодаря чему обеспечивается возможность выполнения выемок различных размеров.

Как можно видеть на фиг.2 и фиг.5, на которых на виде сверху с частичным осевым разрезом показан узел формоизменяющего шкива по предлагаемому изобретению, формоизменяющий шкив 4 является частью узла формоизменяющего шкива, при этом узел в целом обозначен позицией 6. Формоизменяющий шкив 4 преимущественно выполнен в виде монолитного цилиндрического ролика, имеющего основания 7 и 8, в которых выполнены расположенные напротив друг друга центральные отверстия 9 и 10 соответственно (как показано на фиг.3). Эти центральные отверстия 9 и 10, как и центральные отверстия, которые выполнены на торцах деталей для их закрепления при обработке на станке, могут быть стандартного типа. В рассматриваемом варианте осуществления эти центральные отверстия 9 и 10 имеют конический участок, который выполнен в форме усеченного конуса с углом схождения внутрь шкива 4, равным 60°, который сменяется цилиндрическим участком, диаметр которого равен диаметру меньшего основания усеченного конуса, образованного коническим участком.

В центральные отверстия 9 и 10 вставлены центр и противоцентр, которые на всех прилагаемых чертежах, а также и в случае модификации, обозначены позициями 11 и 12 соответственно. Центр 11 и противоцентр 12 представляют собой динамические центры, а на узле формоизменяющего шкива они удерживаются посредством удерживающего элемента 13, имеющего форму вилки. Этот выполненный в виде вилки удерживающий элемент 13, закрепленный на станине 1 обычным способом, имеет С-образный корпус, снабженный концевыми скобами 14 и 15. Каждая из этих концевых скоб 14 и 15 снабжена цилиндрическим корпусом для роликовых подшипников, которые выбираются таким образом, чтобы они могли выдерживать как радиальные, так и осевые нагрузки, которым подвергаются расположенные друг напротив друга динамические центры 11 и 12. Эти два цилиндрических корпуса на концевых скобах 14 и 15 расположены на общей оси. В частности, на концевой скобе 14, на стороне центра, выполнена дорожка 16, посредством которой осуществлена фиксированная установка центра 11, а на концевой скобе 15, на стороне противоцентра, вставлен цилиндрический корпус 17, посредством которого осуществлена подвижная установка противоцентра 12.

Как можно видеть на фиг.2 - фиг.5, между формоизменяющим шкивом 4 и по меньшей мере одним из динамических центров - центром 11 и/или противоцентром 12 предусмотрено наличие удерживающего средства, посредством которого осуществляется принуждение центра 11 и противоцентра 12 к вращению при приведении во вращение формоизменяющего шкива 4 от абразивной ленты 5, приведение которой в движение осуществляется от ведущего шкива 3.

Упомянутое удерживающее средство реализовано следующим образом.

Как можно видеть, в частности, на фиг.2, в теле формоизменяющего шкива 4 под прямым углом к коническим поверхностям центральных отверстий 9 и 10 выполнены каналы 18, служащие гнездами для размещения спиральных пружин 19. Эти спиральные пружины 19 действуют на шарики 20, вдавливая их в выемки, выполненные в теле центра 11 и противоцентра 12 в области их соответствующих конических участков. Как можно видеть на фиг.3, параллельно продольной оси формоизменяющего шкива 4 в области центрального отверстия 9 формоизменяющего шкива 4 выполнена выемка 21, которая предназначена для взаимодействия с шипом 22, который составляет единое целое с центром 11.

Подобное показанному на фиг.3 удерживающее средство с шипом выполнено и на стороне противоцентра 12 (см. фиг.5), а инверсный вариант удерживающего средства, имеющего подпружиненный шарик (когда канал, служащий гнездом для спиральной пружины и шарика, выполнен в теле противоцентра 12, а не в теле формоизменяющего шкива), показан на фиг.4. Ясно, что такое же удерживающее средство может быть выполнено и на стороне центра 11.

Очевидно также, что эти удерживающие средства могут быть также разными по конструкции, но механически эквивалентными, или же их наличие может не потребоваться в том случае, если трение между соприкасающимися поверхностями центра 11 и противоцентра 12 с одной стороны и соответствующих центральных отверстий 9 и 10, выполненных в теле формоизменяющего шкива 4, с другой стороны является достаточным для того, чтобы было обеспечено вращение центра 11 и противоцентра 12 вместе с формоизменяющим шкивом 4.

Преимущественно, для улучшения центрирования центр 11 и противоцентр 12 на своих свободных концах в дополнение к коническому (имеющему форму усеченного конуса) участку снабжены цилиндрическим участком 23, который способствует удержанию центра 11 и противоцентра 12 в центральных отверстиях 9 и 10 соответственно. Этот цилиндрический участок 23 может быть полезным в случае случайного ослабления усилия, вталкивающего центр 11 и противоцентр 12 в центральные отверстия 9 и 10, когда их конические участки выходят из контакта с соответствующими центральными отверстиями.

Должно быть понятно, что динамические центры, снабженные подобными коническими участками, могут иметь и нетрадиционное расположение, а именно, они могут быть выполнены не на опорах удерживающего элемента формоизменяющего шкива, а на основаниях цилиндра, в форме которого выполнен формоизменяющий шкив, при этом центральные отверстия, с которыми взаимодействуют динамические центры, соответствующим образом могут быть выполнены в опорах удерживающего элемента формоизменяющего шкива. На фиг.2 и фиг.3 стационарный центр 11 и съемный противоцентр 12 показаны детально. Центр 11 имеет вал 24, на который насажены радиальный роликовый подшипник 25 и осевой роликовый подшипник 26, разделенные дистанционирующей проставкой, а противоцентр 12 имеет вал 27, на который насажены радиальный роликовый подшипник 28 и осевой роликовый подшипник 29, также разделенные дистанционирующей проставкой. Пары роликовых подшипников 25, 26 и 28, 29 удерживаются на соответствующем валу и внутри соответствующих гнезд - цилиндрических корпусов 16 и 17 с помощью ограничивающих плечей 30 и 31 соответственно и обладающих упругостью в осевом направлении удерживающих колец Сигера (Seeger) 32 и гаек 33.

Для обеспечения возможности скольжения съемного противоцентра 12 его цилиндрический корпус 17 выполнен в виде цилиндрического элемента, который установлен с возможностью скольжения внутри полого цилиндрического снабженного наружной резьбой наплыва 34, выполненного на концевой скобе 15 удерживающего элемента 13 под прямым углом к этой концевой скобе 15. Проворачивание цилиндрического корпуса 17 может быть предотвращено, например, с помощью шпонки 35, установленной с возможностью скольжения в прорези 36, выполненной в концевой скобе 15. На полый цилиндрический наплыв 34 навинчен снабженный внутренней резьбой колпак 37 до упора со свободным концом скользящего цилиндрического элемента 17 через посредство обеспечивающего упругую нагрузку в осевом направлении упругого элемента, например, тарельчатых пружин 38, установленных внутри колпака 37 между его дном и внутренним противоколпаком 39. С помощью упомянутого упругого элемента обеспечивается надежное взаимодействие между формоизменяющим шкивом 4 с одной стороны и центром 11 и противоцентром 12 с другой стороны при любых сотрясениях, возникающих при работе формоизменяющего шкива 4.

Внутренний противоколпак 39 одной своей стороной прикреплен к цилиндрическому элементу 17 с помощью шпилек 40, а на другой своей стороне он соединен, с возможностью скольжения, с колпаком 37 с помощью, например, болта 41.

Таким образом, когда формоизменяющий шкив 4 установлен на выполненном в виде вилки удерживающем элементе 13 (см. фиг.3), колпак 37 может быть легко навинчен на цилиндрический наплыв 34 концевой скобы 15, когда формоизменяющий шкив 4 находится между центром 11 и противоцентром 12. При навинчивании колпака 37 обеспечивается продвижение противоцентра 12, который соединен со своим цилиндрическим корпусом 17, вперед. По завершении операции навинчивания с помощью тарельчатых пружин 38 обеспечивается надлежащее вдавливание противоцентра 12 в центральное отверстие 10 формоизменяющего шкива 4. И, наоборот, для снятия формоизменяющего шкива 4 колпак 37 отвинчивают. Благодаря наличию внутреннего противоколпака 39, даже когда колпак 37 отвинчен полностью, противоцентр 12 не остается внутри удерживающего элемента 13, а вытягивается из него. Должно быть понятно, что при желании это может быть обеспечено и без помощи противоколпака 39 путем размещения между колпаком 37 и цилиндрическим корпусом 17 противоцентра 12 тарельчатых пружин.

Кроме того, должно быть понятно, что противоцентр, взаимодействующий с формоизменяющим шкивом, может приводиться в движение с помощью различных средств, например, с помощью рычажного или штыкового средства, которое, например, могло бы увеличивать скорость формоизменяющего шкива.

Изобретение относится к области станкостроения и может быть применено в станках, работающих с использованием абразивной ленты, таких как пазовальные, шлифовальные, хонинговальные, шлифовально-притирочные и полировальные. Сущность изобретения заключается в том, что узел формоизменяющего шкива включает удерживающий элемент, выполненный в форме вилки и установленный с опорой на станину, имеющий С-образный корпус с концевыми скобами. Одна скоба снабжена корпусом, расположенным на общей продольной оси с другим корпусом, которым снабжена другая скоба. Узел также включает стационарный центр и съемный противоцентр, являющиеся динамическими центрами и помещены в соответствующие корпуса концевых скоб. Формо-изменяющий шкив выполнен в виде цилиндрического ролика с центральными отверстиями, которые расположены друг напротив друга на основаниях шкива и предназначены для взаимодействия со стационарным центром и съемным противоцентром соответственно. Технический результат изобретения состоит в обеспечении возможности размещения формоизменяющего шкива без риска блокирования, улучшении эксплуатационных характеристик станка. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Узел формоизменяющего шкива для ленточного пазовального станка, включающий станину (1), пару шкивов (3, 4), на которые натянута абразивная лента (5), при этом один из шкивов (3, 4) является для абразивной ленты (5) ведущим шкивом (3), а другой является формоизменяющим шкивом (4), который установлен с возможностью замены на станине (1) и с возможностью совместной работы с абразивной лентой (5) для получения выемок различного размера в трубообразных и/или монолитных деталях, отличающийся тем, что он включает удерживающий элемент (13) формоизменяющего шкива, выполненный в форме вилки и установленный с опорой на станину (1), имеющий С-образный корпус с концевыми скобами (14, 15), причем одна концевая скоба (14) снабжена корпусом (16), расположенным на общей продольной оси с другим корпусом (17), которым снабжена другая концевая скоба (15), стационарный центр (11) и съемный противоцентр (12), которые являются динамическими центрами и помещены в соответствующие корпуса (16, 17) концевых скоб (14, 15), при этом формоизменяющий шкив (4) выполнен в виде цилиндрического ролика с центральными отверстиями (9, 10), которые расположены друг напротив друга на основаниях (7, 8) формоизменяющего шкива (4) и предназначены для взаимодействия со стационарным центром (11) и съемным противоцентром (12) соответственно.2. Узел формоизменяющего шкива по п.1, отличающийся тем, что между формоизменяющим шкивом (4) и, по меньшей мере, одним из динамических центров - стационарным центром (11) или съемным противоцентром (12) установлено удерживающее устройство.3. Узел формоизменяющего шкива по п.1, отличающийся тем, что удерживающее средство выполнено в виде шипа (22).4. Узел формоизменяющего шкива по п.1, отличающийся тем, что удерживающее средство выполнено в виде подпружиненного шарика (20).5. Узел формоизменяющего шкива по п.1, отличающийся тем, что динамический центр (11) и противоцентр (12) выполнены с участками в форме усеченного конуса с цилиндрическими участками (23) на свободных концах для удерживания в соответствующих центральных отверстиях (9, 10).6. Узел формоизменяющего шкива по п.1, отличающийся тем, что центр (11) и противоцентр (12) снабжены валами (24, 27), опирающимися на пары роликовых подшипников (25, 26, 28, 29), которые насажены на упомянутые валы (24, 27) и заключены в соответствующие гнезда, представляющие собой цилиндрические корпуса (16, 17) соответственно для центра и противоцентра, при этом удержание подшипников внутри цилиндрических корпусов обеспечено с помощью ограничивающих плечей (30, 31) и удерживающих колец (32, 32), обладающих упругостью в осевом направлении.7. Узел формоизменяющего шкива по п.1, отличающийся тем, что относящийся к съемному противоцентру (12) цилиндрический корпус (17) выполнен в виде цилиндрического элемента, установленного с возможностью скольжения, но без возможности проворачивания, внутри снабженного наружной резьбой полого цилиндрического наплыва (34), выполненного на одной из концевых скоб (14) удерживающего элемента (13), при этом на полый цилиндрический наплыв (34) навинчен снабженный внутренней резьбой колпак (37) до упора со скользящим элементом посредством обеспечивающего упругую нагрузку в осевом направлении упругого элемента (38).8. Узел формоизменяющего шкива по п.1, отличающийся тем, что упругое средство (38) расположено между колпаком (37) и внутренним противоколпаком (39), который одной своей стороной прикреплен к цилиндрическому корпусу (17) противоцентра (12) и соединен с колпаком (37) с возможностью скольжения.