Устройство для базирования изделий Советский патент 1981 года по МПК B23Q3/06 

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение при обработке или контроле изделий, представ ляющих собой, например ступенчатые валы Известно устройство для базирования изделий, содержащее корпус, с опорами жидкостного трения обобщенных с внешним источником, давления, в которых с зазором расположено обрабатываемое или контролируемое изделие. Опоры жидкостного трения выполнены в нем в ввде разъемных гидростатических подшипников с бесконтактными пневматическими уш1от нениями, в которых установлены шейки изделия, представляющего собой вал. Это устройство благодаря жидкостному трению позволяет также добиться, достичь высокой точности и производительности выполняемых -операций,в частности шлифования шпинделей токарных станков tl, Но оно тоже имеет ограниченные функциональные возможности,, так как позволяет создавать осевой натяг, только при обработке изделий с коническими шей ками и не позволяет осуществлять осе вые перемещения изделия Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, а именно осуществление с помощью устройства осевого натяга или осевых перемещений изделия в процессе выпол, - нения технологических операций. Указанная цель достигается тем, что в корпусе устройства для баз1фованкя деталей выполнена по мешзшей мере одна рабочая полость линейного гидродвигателя или пневмодвигателя, исполнительным элементом которого является изделие, входящее своим торцовым участком в Эту полость, которая отделена от окружающей среды уплотняющими зазорами, распол Синенным и между поверхностями корпуса и изделия. Для осуществления осевых перемещений изделия в двух направлениях рабочие полости расположены со стороны прот шоположных торцовых участков изделия и соединены между собой и источником давления через управляющее устройство. На фиг. 1 изображено устройство для базирования изделия в форме тела вра. щения с созданием осевого натяга, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство для базирования изделия плоского с осевыми перемещениями, продольный paQpe3J на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3. Устройство для базировешия изделия в форме тела вращения, нагфимер ступенчатого вала (фиг. 1 и 2) содержит корпус, образованный основанием 1, стойками 2, крышками 3 с вкладьшами 4 и 5, в которых выполнены опоры жидкостного трения, в данном случае, разъемные гидростатические с несушими карманами.- 6, соединенными с источнико давления через дроссели 7. В гидростати ческих опорах расположено изделие-вал 8, в котором имеется отверствие 9, обр батываемое шлифовальным кругом iO Изделие 8 приводится во вращение шпиц делем 11 через муфту 12 и захват 13. В шпинделе 11 имеется устройство 14 регулировшия длины муфты 12. В корпусе в качестве исполнительного элемен та линейного гидродвигателя, в данном случае поршня, с зазором расположено изделие 8, нащзавляемое гидростатическими опорами. Во вкладьшах 4 и 5 выполнена кольцевая рабочая полость 15 линейного гидродвигателя, отделенная от окружающей среды с одной стороны уплотняющим зазором 16 гидростатической опоры, образованным поверхностями вкладьш1ей 4 и 5 и шейки 17 вала 8 в зоне собственно гидростатической опоры, и с другой стороны уплот няющим зазором 18 между вкладьш1ами 4 и 5 и другой шейкой 19 вала 8. Рабочая полость 15 гидродвигателя и не/сущие карманы 6 гидростатической опо ры с уплотняющими зазорами 16 и 18 окружена дренажной полостью, образованной системой соединенных между собой и со сливом 2О кольцевых канавок 21 я 22, выполненных во вкладьш1ах 4и 5 в зоне зазоров 16 и 18, -и кана вок 23, выполненных в нижнем вкладьш 5между стыкуемыми поверхностями вк дышей 4 и б. Упомянутая дренажная полость снару О1фужена уплотнительной полостью, обра зованной совокупностью соединенных между собой и с источником давления воздуха кольцевых канавок 24, выполненных во вкладьпиах 4 и 5 в зоне зазоров 16 и 18, и канавок 25, выполненных в верхнем вкладьш1е 5. Рабочая полость 15 может быть соединена с манометром 26 и 4ejfc регулируемые сопротивления 27 и 28 соответственно с иоточником давления и со сливом. Обе опоры изделия 8 выполнены аналогично. Устройство работает следующим образом. При поднятых крьпиках 3 с вкладышами во вкладыши 4 и 5 устанавливают изделие 8, закрывают крышки 3, соединяют изделие 8 захватом 13 с му той 12, устройством 14 устанавливают длину муфты 12 и соответственно положение изделия 8 вдоль оси. Включают давление смазки. При этом смазка через дроссели 7 попадает в несущие карманы 6 гидростатических опор изделия и, вытекая из них через уплотняющий зазор 16, жестко центрирует на тонком слое смазки изделие 8 во вкладьпиах 4 и 5. Часть масла из карманов 6 вытекает в рабочую полость 15 линейного гидродвигателя, из которой оно вытекает через уплотнительный зазор 18 в кольцевую канавку 21 дренажной прлости. При этом в полости 15 устанавливается давление смазки, величина которого, контролируемая по манометру 26, тем больще, чем выше давление источника, чем больше зазор 16 и чем меньше зазор 18. Это давление действует на ийделие, создавая осевую силу, 1чэопорциональную дав;книю в полос-ти 15 и разности плошадей поперечных сечений шеек 17 и 19 изде.лия 8. Таким образом создается необходимый осевой натяг изделия. Осевую силу можно изменять .с помощью управляемых сопротивлений 27 и 28; С увеличением (уменьшением) сопротивления 28 и уменьшением (увеличением) сопротивления 27 давление в полости 15 растет (падает). Таким образом его можно менять от давления истотника (сопротивление 27 открыто, сопротивление 28 закрыто) до О (сопротивление 27 закрыто, сопротивле1ше 28 открыто). Предлагаемое устройство позволяет осуществлять и осевые перемещения изделий 8. Для этого необходимо, чтобы соединение шпинделя 11 с изделием 8 было упруго- 1одатливым. втаком случае при соединении полости 15 поочередно со сливом и источником давления, например, с помощью установленных взамен управляемых сопротивлений 27 и 28 золотников, изделие 8 осциллирует вдоль оси.с амплитудой, пропорциональной давлению источника и податливости соединения шпинделя 11 с изделием 8. Масло, вытекающее из полости 15 в канавку 21 и из карманов 6 в канавки 22 и 23 через слив 20 стекает в бак. Давление воздуха в канавках 24 я 25 предотвращает дспадание в полости устройства грязненной извне и вытекание смазки через зазоры и стыки наружу. Шшзддель 11 через муфту 12 и захват 13 вращает изделие 8 на слое смазки, при этом давление в полости 15 обеспечивает осевой натяг или осевое перемещение изделия в процессе щлифования отверстия 9 изделия 8 кругом 10. Если вместо круга 10 в отверстие 9 ввести датчик контроля поверхности отверстия, например бесконтак тный пневматически, то можно контрол ровать качество отверстия 9, например его биение относительно опорных шеек изделия 8. . После окончания обработки и контро ля выключают источник смазки и источник воздуха, поднимавот крышки 6, снима ют готовое и устанавливают новое издел для обработки в указанной последова-- тбльности. Таким образом, расширяются 4)ункциональные возможности устройства для базирования изделий, что позволяет дополнительно повысить точность и про изводитёльностьобработки или контроля изделий, а также расширить возможности этих операций. В устройстве для базирования издели 29 (фиг. 3 и 4) в виде призматического прямоугольного сечения шлифуется кругом ЗО паз 31. Изделие 29 расположено в разъемном корпусе, состоящем из основания 32 и кцышки 33. В корпусе выполнены аэростатические опоры изделия, сопла 34 которых соединены. с источником давления воздуха, В основании 32 и крышке 33 образованы рабочие полости 35 и 36 линейного гидропри вода через управляющее устройство, на. пример золотник 37, соединенные с источником давления воздуха. Обрабатывае мое или контролируемое изделие 29 расположено в упомянутых аэростатических опорах в виде исполнительного элемента линейного падродвигателя. Рабочие полос 35 и 36 гидропривода отделены от окру- жающей среды уплотняющими зазорами 38, равными зазорам аэростатических опор изделия. Аэростатические сяюры изделия отделены от уплотняющего зазора 8 16 38 дренажной полостью 39, соединенной с атмосферой каналами 40, выполненными в углах аэростатических опор . В полостях 35 и 36 установлены ограничители 41 хода изделия 29. В изделии вьшолкены отверстия 42 для входа и выхода шлифовального круга ЗО. В стыке основания 32 и крьшгки 33 выполнены разгрузочные канавки 43, соеди ненные с атмосферой. Устройстш работает следующим образом,. При поднятой крышке 33 в основание 32 устанавливают изделие-брусок 29, закрывают крышку 33, включают давление воздуха. При этом воздух, проходя через сопла 34 и зазоры аэростатических опор, жестко центрирует изделие 29 с зазором в корпусе, образованном основанием 32 и крьпикой 33, лишая брусок пяти степеней свободы и оставляя ему возможность продольного перемещения. Золотник 37 поочередно соединяет полости 35 и 36 гидропривода с источником давления и с атмосферой. При этом изделие как поршень совершает возвратно-поступательное движение в аэростатических опорах. Соответствующие направления движения воздуха if . бруска показаны на фиг. 3 сплошными и пунктирными стрелками. Остановив брусок в одном из крайних положений, вводят в одно из двух отверстий 42 шлифовальный круг ЗО включают его вращение и возвратно-поступательное осевое перемещение бруска и шлифуют канавку 31. При этом брусок в процессе шлифования изолирован от корпуса усipoйcтвa тонким слоем воздуха, что повышает точность шлифования. В конце хода брусок упирается в огра 1ичители 41, но при этом круг ЗО выходит в отверстие 42. Вместо круга 30 в канавку 31 .можно ввести датчик устройства для контроля канавки. Таким образом расширяются функциональные возможности устройства для базирования изделий при обработке или контроле, поскольку оно может слу4кить осевым приводом изделия. После окончания обработки и контроля, давление воздуха выключают крышку 33 псднимают, вынимают обработанное издеие 29, устанавливают новое изделие и начинают его обработку в указанной послед овательности. Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность и производительность . операций и открывает ; новые технологические возможности обработке и контроле изделий. Формула изобретен, ия Устройство для базирования изделий| содержащее корпус с опорами жидкостного трения, сообщеотыми с внешним источником давления, в которых расположено обрабатываемое или контролируемое изделие, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональньо:. возможностей устройства, в корпусе выполнена, по меньшей мере, одна рабочая полость линейного жидкостного двигателя, исполнительным элементом котороприго является изделие, входящее одним из своих торцовых участков в эту полость, которая отделена от окружающей среды уплотняющими зазорами, образованными между поверхностями корпуса и изделия. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью осуществления осевых перемещений изделия в двух направлениях, рабочие полости рас- положены со стороны противоположных торцовых участков изделия и соединены между собой и источником давления через управляющее устройство. Источники информации, принятые во Внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 5О4343, кл. В 24 В 47/О8, 1977.

Рё

fc./ i

4

,

Фиг. г