ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ КУЛАЧКОВОГО ВАЛА Российский патент 2015 года по МПК B24B19/12 

Область техники

Изобретение относится к устройствам для обработки сложных профилей по копирам и предназначено для восстановления кулачковых валов двигателей транспортных средств, в том числе распределительных кулачковых валов, кулачков вала привода топливного насоса высокого давления дизеля при ремонте и техническом обслуживании и других кулачковых валов.

Уровень техники

Известно устройство для шлифования кулачкового вала при ремонте, содержащее стол, на котором смонтированы рабочий и эталонный модули. Рабочий модуль (первый функциональный модуль) предназначен для обработки восстанавливаемого вала и состоит из электродвигателя, передаточного механизма в виде плоскоременной передачи, шлифовального круга, опоры которого прикреплены к платформе, имеющей возможность поступательного перемещения по столу с помощью направляющих и винтового механизма ручной подачи. Эталонный модуль (второй функциональный модуль) включает эталонный кулачковый вал (копир), установленный на опорах скольжения с возможностью вращения от воротка, а также опорный ролик, прикрепленный к столу с помощью оправки. Опоры смонтированы на каретке, перемещающейся относительно шлифовального круга 4 и опорного ролика по направляющим под действием подвешенного на тросе груза. На каретке на одной оси с эталонным кулачковым валом крепится на время обработки обрабатываемый кулачковый вал (см. патент РФ на изобретение №2078671, B24B 19/12 от 10.05.1997). В известном устройстве положение шлифовального круга относительно опорного ролика и обрабатываемого кулачкового вала фиксировано и фактически устройство может использоваться только для конкретного кулачкового вала с одним кулачком, что резко ограничивает его эксплуатационные возможности. В известном устройстве синхронное вращение эталонного копира и обрабатываемого кулачка производится вручную, что уменьшает производительность устройства.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является разработка универсального устройства для шлифования кулачковых валов, с помощью которого можно получить точную копию эталонного вала с любым количеством кулачков (один кулачок или несколько кулачков) и любым расположением кулачков на кулачковом валу с любым смещением смежных кулачков по углу, с помощью которого можно легко перейти на обработку нового кулачкового вала с иной конфигурацией. Другой задачей изобретения является разработка устройства для обработки кулачковых валов, которое можно смонтировать на станине большинства металлообрабатывающих станков, например на станине токарно-винторезного станка.

Для решения поставленной задачи предлагается приспособление для шлифования кулачкового вала, содержащее первый функциональный модуль, включающий в себя плиту, на которой закреплены шлифовальный круг с приводом вращения и свободно вращающийся опорный диск-копир, и второй функциональный модуль, включающий в себя узлы фиксации эталонного кулачкового вала, узлы фиксации обрабатываемого кулачкового вала, устройство для синхронного вращения узлов фиксации эталонного и обрабатываемого валов и поджимающее устройство, обеспечивающее поджатие эталонного кулачкового вала к опорному диску-копиру и обрабатываемого кулачкового вала к шлифовальному кругу, в котором второй функциональный модуль оснащен передней и задней опорами, в которых с возможностью качания закреплен горизонтальный вал, на котором с двух сторон закреплены параллельные друг другу коромысла, при этом с одной стороны на концах коромысел размещены узлы фиксации эталонного кулачкового вала, а на противоположных концах коромысел размещены узлы фиксации обрабатываемого кулачкового вала, при этом устройство синхронного вращения узлов фиксации эталонного кулачкового вала и обрабатываемого кулачкового вала размещено на передней опоре и выполнено в виде кинематической передачи, связывающей узлы фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов с общим валом, выполненным с возможностью подключения к внешнему приводу, при этом шлифовальный круг и опорный диск-копир размещены в одной плоскости с двух сторон относительно устройства для крепления эталонного и обрабатываемого кулачковых валов.

Кроме того, приспособление оснащено станиной, на которой с возможностью продольного перемещения относительно эталонного и обрабатываемого кулачковых валов установлена плита первого функционального модуля и закреплены передняя и задняя опоры.

Кроме того, опорный диск-копир и шлифовальный круг установлены на плите так, что линия, проходящая через центр шлифовального круга и ось узла фиксации обрабатываемого кулачкового вала, параллельна линии, проходящей через центр опорного диска-копира и ось узла фиксации эталонного кулачкового вала.

При этом, кинематическая передача включает в себя закрепленную на входном валу центральную шестерню и размещенные на соответствующих плечах коромысла промежуточные шестерни, соединяющие центральную шестерню с узлами для фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов, и поводки для передачи вращения эталонному и обрабатываемому кулачковым валам.

Предлагаемая конструкция приспособления для шлифования кулачкового вала дает возможность шлифовать кулачковые валы любой длины в пределах длины станины за счет смещения задней опоры относительно передней опоры и перемещения коромысел по длине горизонтального вала и с любой конфигурацией кулачков на кулачковом валу, так как эталонный кулачковый вал и обрабатываемый кулачковый вал размещены параллельно друг другу и каждый кулачок обрабатываемого вала будет располагаться в одной плоскости с соответствующим кулачком эталонного кулачкового вала. При шлифовании оба кулачка будут одновременно контактировать соответственно с шлифовальным кругом и опорным копиром, что гарантирует точное копирование кулачка эталонного кулачкового вала при синхронном вращении обоих валов.

Перемещение шлифовального круга и опорного диска-копира в продольном направлении относительно эталонного и обрабатываемого кулачковых валов обеспечивает копирование любого количества кулачков на эталонном и обрабатываемом валах.

Технический результат от использования изобретения состоит в возможности механизированной обработки кулачкового вала, например при восстановлении кулачкового вала или при финишной обработке кулачкового вала, любой длины с любым расположением кулачков, на имеющемся и хорошо освоенном оборудовании.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами. Следует понимать, что прилагаемые чертежи являются материалом, поясняющим настоящее изобретение, и ни в коей мере не ограничивают объем защиты изобретения. На прилагаемых чертежах одни и те же элементы обозначаются одинаковыми позициями.

На фиг.1 показан вид предлагаемого приспособления сверху.

На фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1.

Пример осуществления изобретения

Приспособление для шлифования кулачкового вала показано на фиг.1 применительно к шлифовке кулачкового распределительного вала.

Приспособление содержит станину 1, на которой с возможностью продольного перемещения вдоль станины закреплена плита 2. На плите 2 размещены шлифовальный круг 3 с приводом 4 и свободно вращающийся опорный диск-копир 5, составляющие первый функциональный модуль. Шлифовальный круг 3 соединен с приводом 4 любым известным способом, например, шлифовальный круг закреплен на шпинделе, соединенном с приводом ременной передачей. На станине 1 также закреплен второй функциональный модуль, включающий в себя устройство для крепления эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов. Это устройство включает в себя переднюю опору 8, заднюю опору 9, закрепленный в этих опорах с возможностью покачивания горизонтальный вал 10, на котором с двух концов закреплены параллельные друг другу коромысла 11 и 12, образующие вместе с горизонтальным валом H-образную рамку, в которой крепятся эталонный 6 и обрабатываемый 7 кулачковые валы. Для этого с одной стороны H-образной рамки на концах коромысел размещены узлы 13 и 14 для фиксации эталонного кулачкового вала 6, а на противоположных концах коромысел размещены узлы 15 и 16 для фиксации обрабатываемого кулачкового вала 7. Узлы фиксации 13, 14, 15 и 16 эталонного и обрабатываемого кулачковых валов установлены на коромыслах 11 и 12 с возможностью вращения относительно своей оси. Устройство синхронного вращения узлов фиксации эталонного и обрабатываемого валов размещено со стороны передней опоры 8 и включает в себя кинематическую передачу, соединяющую узлы 13 и 15 для фиксации эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов с соответствующим внешним приводом. В частности, при размещении приспособления на токарно-винторезном станке для вращения эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов можно использовать его электродвигатель. Кинематическая передача включает в себя центральную шестерню 17, закрепленную на валу 10, и размещенные на соответствующих плечах коромысла 11 промежуточные шестерни 18 и 19, соединяющие центральную шестерню с узлами 13 и 15 для фиксации эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов, и поводки 20 и 21 для передачи вращения эталонному и обрабатываемому кулачковым валам. Центральная шестерня имеет поводок 22 для присоединения к внешнему приводу. Для обеспечения синхронного вращения эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов можно использовать и иные передачи.

Приспособление для шлифования кулачкового вала оснащено поджимающим устройством, содержащим пружину 23, присоединенную к одному из коромысел, например к коромыслу 11, обеспечивающую поджатие эталонного кулачкового вала к опорному диску-копиру 5 и обрабатываемого кулачкового вала к шлифовальному кругу 3.

Шлифовальный круг 3 и опорный диск-копир 5 размещены в одной плоскости с двух сторон относительно эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов.

Плита 2, на которой закреплены шлифовальный круг с приводом вращения и свободно вращающийся опорный диск-копир, установлена на станине 1 с возможностью продольного перемещения относительно эталонного и обрабатываемого кулачковых валов. В частности, при размещении приспособления на токарно-винторезном станке плиту 2 можно закрепить на суппорте станка и перемещать плиту вдоль станины, используя привод суппорта.

Как показано на фиг.2 опорный диск-копир 5 и шлифовальный круг 3 установлены на столе так, что линия, проходящая через центр шлифовального круга 3 и ось вращения узла фиксации обрабатываемого кулачкового вала 7, параллельна линии, проходящей через центр опорного диска-копира 5 и ось вращения эталонного кулачкового вала 6. Это обеспечивает точное копирование профиля кулачков эталонного вала. Абсолютно строгое соответствие профиля обрабатываемого кулачка эталонному кулачку достигается при следующих условиях: D1=D2, h1=h2, L1=L2.

В оптимальном варианте предлагаемое изобретение устанавливается на действующем оборудовании, например на токарно-винторезном станке.

Вращение осуществляется от привода станка через центр-поводок, закрепляемый в патроне станка, взаимодействующий с поводком 22 центральной шестерни 17 кинематической передачи. Далее вращение передается через шестерни 18 и 19 и поводки 20 и 21 на эталонный 6 и обрабатываемый 7 кулачковые валы, обеспечивая их синхронное вращение.

Кулачки эталонного вала 6 прижимаются пружиной 23 к опорному диску-копиру 5 и обкатываются по его поверхности в процессе вращения вала 6. Кулачок 24 эталонного вала 6 придает коромыслу 11 колебательные движения относительно оси приспособления, приближая и отдаляя таким образом центр обрабатываемого кулачка 25 относительно вращающегося шлифовального круга 3 в соответствии с профилем кулачка 24 эталонного вала 6.

По окончании шлифования одного кулачка опорный диск-копир 5 и шлифовальный круг 3 перемещаются к следующему кулачку и таким образом шлифуются все кулачки обрабатываемого вала 7.

Данное приспособление полезно для мелкосерийных ремонтных предприятий, фермерских хозяйств и автосервисов, не имеющих дорогостоящего копировально-шлифовального оборудования.

Приспособление для шлифования кулачков распределительных валов может быть установлено на токарно-винторезных станках типа 16К20, 1К62 и др. Устройство может быть смонтировано также и на других видах серийных металлообрабатывающих станков.

Описание приспособления для шлифования кулачков приведено в качестве иллюстрации и ни в коей мере не ограничивает объема изобретения. Для конкретной реализации изобретения могут использоваться различные компоненты. В частности, в качестве устройств для фиксации кулачковых валов могут использоваться любые конические опоры или иные держатели, а для передачи вращения на кулачковые валы могут использоваться поводки. Для координации взаимного расположения кулачков эталонного вала и кулачков обрабатываемого вала можно использовать базовые элементы этих кулачков, например гнезда на торцах кулачковых валов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки сложных профилей по копирам, в частности кулачкового вала. Приспособление имеет два функциональных модуля. Первый из них включает плиту, на которой закреплены шлифовальный круг с приводом вращения и опорный диск-копир, а второй - узлы фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов и устройство для синхронного вращения узлов фиксации. Второй модуль снабжен передней и задней опорами, в которых с возможностью качания закреплен горизонтальный вал с параллельными коромыслами. На концах коромысел размещены узлы фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов. Устройство синхронного вращения упомянутых узлов фиксации размещено на передней опоре и выполнено в виде кинематической передачи, связывающей упомянутые узлы фиксации с общим валом. Шлифовальный круг и опорный диск-копир размещены в одной плоскости. В результате обеспечивается возможность механизированной обработки кулачкового вала любой длины с любым расположением кулачков. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Приспособление для шлифования кулачкового вала, содержащее первый функциональный модуль, включающий плиту, на которой закреплены шлифовальный круг с приводом вращения и свободно вращающийся опорный диск-копир, и второй функциональный модуль, включающий узлы фиксации эталонного кулачкового вала, узлы фиксации обрабатываемого кулачкового вала, устройство для синхронного вращения узлов фиксации эталонного и обрабатываемого валов и поджимающее устройство, обеспечивающее поджатие эталонного кулачкового вала к опорному диску-копиру и обрабатываемого кулачкового вала к шлифовальному кругу, отличающееся тем, что второй функциональный модуль снабжен передней и задней опорами, в которых с возможностью качания закреплен горизонтальный вал, на котором с двух сторон закреплены параллельные друг другу коромысла, при этом с одной стороны на концах коромысел размещены узлы фиксации эталонного кулачкового вала, а на противоположных концах коромысел размещены узлы фиксации обрабатываемого кулачкового вала, при этом устройство синхронного вращения узлов фиксации эталонного кулачкового вала и обрабатываемого кулачкового вала размещено на передней опоре и выполнено в виде кинематической передачи, связывающей узлы фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов с общим валом, выполненным с возможностью подключения к внешнему приводу, при этом шлифовальный круг и опорный диск-копир размещены в одной плоскости с двух сторон относительно устройства для крепления эталонного и обрабатываемого кулачковых валов.

2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено со станиной, на которой с возможностью продольного перемещения относительно эталонного и обрабатываемого кулачковых валов установлена плита первого функционального модуля и закреплены передняя и задняя опоры.

3. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что опорный диск-копир и шлифовальный круг установлены на плите так, что линия, проходящая через центр шлифовального круга и ось узла фиксации обрабатываемого кулачкового вала, параллельна линии, проходящей через центр опорного диска-копира и ось узла фиксации эталонного кулачкового вала.

4. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что упомянутая кинематическая передача включает в себя закрепленную на входном валу центральную шестерню, и размещенные на соответствующих плечах коромысла промежуточные шестерни, соединяющие центральную шестерню с узлами для фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов, и поводки для передачи вращения эталонному и обрабатываемому кулачковым валам.