Опора шлифовальной бабки

 

Изобретение относится к обработке деталей на станках, в частности на круглошлифовальных, и может быть использовано как средство технического диагностирования упругосилового состояния станков шлифовальной группы, работающих в составе гибких производных систем, и как автоматическое средство измерения (датчик) для получения первичной измерительной информации о процессе резания при оснащении станков системами адаптивного управления. Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение надежности. Винт 14 каждого из трех опорных элементов выполнен сборным и состоящим из корпуса 39 с наружной и внутренней резьбовыми поверхностями, с размещенными в нем нагружающим 40 и упруго деформируемым 41 элемантами с наклеенным на внутренней поверхности последнего тензорезистором 42 и шарика 43. Упруго деформируемый элементизготовлен из материала, обладающего упругими свойствами, и выполнен в виде цилиндра с тонкостенным дном. Перемещением вдоль оси винта 14 нагружающих элементов 40 достигается предварительное деформирование упругодеформируемого элемента 41, упругие деформации которого воспринимаются тензорезисторами 42. В процессе шлифования колебания составляющих сил резания воспринимаются вкладышами 13 и далее через шарики 43 нагружают упруго деформируемый элемент 41. Упругие деформации тонкостенного элемента 41 воспринимаются тензорезисторами 42 и преобразуются в пропорциональный электрический сигнал, используемый в дальнейшем в системах адаптивного управления процессом резания. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 24 В 41/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Рие. Л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4437656/25-08 (22) 08,06.88 (46) 07.08.90. Бюл. У 29 (75).Ж.H,Кадыров (53) 621.924.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 163921, кл. В 24 В 41/04, 1963. (54) ОПОРА ШЛИФОВАЛЬНОЙ БАБКИ (57) Изобретение относится к обработке деталей на станках, в частности на круглошлифовальных, и может быть использовано как средство технического диагностирования упруго„„SU„„15832 0 А1

2 силового состояния станков шлифовальной группы, работающих в составе гибких производственных систем, и как автоматическое средство измерения (датчик) для получения первичной измерительной информации о процессе резания при оснащении станков системами адаптивного управления, Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение надежности. Винт 14 каждого из трех опорных элементов выполнен сборным и состоящим из корпуса

39 с наружной и внутренней резьбовы1583270

10

50

55 ми поверхностями, с размещенными в нем нагружающим 40 и упругодеформируемым 41 элементами с наклеенным на внутренней поверхности последнего тензорезистором 42 и шарика 43 ° Упругодеформируемый элемент изготовлен из материала, обладающего упругими свойствами, и выполнен в виде цилиндра с тонкостенным дном, 11еремещением вдоль оси винта 14 нагружающих элементов 40 достигается предварительное деформирование упругодеформируемого элемента 41, упругие

Изобретение относится к обработке деталей на станках, в частности на круглошлифовальных станках, и может бы1ь использонано как средство технического диагностирования упругосилового. состояния станков шлифональной группы, работающих в состане гибких производственных систем (ГПС), и как. автоматическое средство измерейия (датчик) для получения первичноЬ измерительной информации о процессе резания при оснащении станков системами адаптивного управления.

Цель изобретения - расширение текнологических возможностей и повышение надежности за счет обеспечения возможности контроля нагрузок на опору, На фиг.1 изображена шлифональная бабка круглошлифовального станка, разрез вдоль оси шпинделя; на фиг.2разрез А-А на фиг. 1; на фиг,3 - один из трех сборных опорных элементов каждой опоры шпинделя, разрез по оси винта; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг,3 на фиг.5 - аксонометрическая проекция упругодеформируемого элемента.

Шлифовальная бабка круглошлифовального станка состоит из корпуса

1, перемещающегося на роликах 2 и 3 по наклонным V-образным и плоским прямолинейным направляющим по неподвижной станине 4 станка. Для предотвращения смещения от прямолинейности при движении по направляющим в корпусе 1 изготовлены отверстия, в которых размещены пальцы 5 и 6. Пальцы 5 своими сферическими понерхнос20

45 деформации которого воспринимаются тензорезисторами 42. В процессе шлифования колебания составляющих сил резания воспринимаются вкладышами

13 и далее через шарики 43 нагружают упругодеформируемый элемент 41. Упругие деформации тонкостенного дна элемента 41 носпринимаются тензорезисторами 42 и преобразуются в пропорциональный электрический сигнал, используемый в дальнейшем в системах адаптивного управления пуюцессом резания. 1 э.п. ф-лы, 5 аа.

1 тями контакта взаимодействуют с прямоугольным выступом 7 станины 4. Отверстия в корпус 1 ое стороны пальцев 6 закрыты щу еэми 8 ° Усилие прижима пальцев 6 и жйвтупу 7 обеспечивается пружинаии 9» размещенными между пальцами 5 и 6 на базирующих шейках пальцев 5 и 6» Шпиндель 10 установлен .на передней и задней опорах, в корпусах 11 и 12 которых размещены вкладыши 13 в виде самоустананливающихсй сегментов со сферической опорной лункой, взаимодействующие со сферической головкой винтов 14. Фиксация винтов .14 в радиальном на1 равлении осуществляется гайками 15. Для обеспечения герметичности конструкции опор использованы пробки 16, ввинчиваемые в ганки 15 и уплотнения 17, размещенные в стыках деталей опор.

Винты 14 имеют базовую резьбовую поверхность и обеспечивают регулирование величины радиального зазора (до» пустимая величина зазора 0,035—

0»040 мм) и ныверку положения оси шпинделя относительно направляющих станины. Гайки 15 обеспечивают выборку зазоров и создание начальных упругих деформаций в резьбовом соединении винтов 14 с корпусами 11 и 12 опор шпинделя 10. Вкладыши 13, опираясь на корпус в двух точках, лежаI .щих н двух взаимно перпендикулярных плоскостях, могут самоустанавливать» ся в направлении вращения шпинделя и вдоль его оси. Таким образом, в конструкциях данных многоклиновых гидродинамических подшипников практически полностью исключается возможность

83270

5 15 возникновения кромочных давлений за счет предоставления вкладышам возмож ности самоустановки в цвух направлениях. Вкладыши состоят собственно из корпуса и неразъемно связанной с ним накладки 18 ° При этом корпус. вкладыша изготовлен из стали 45, а накладка 18 - из бронзы ОЦС5-5-5. Соприка» сающиеся опорные сферические поверхности корпуса вкладышей и винтов 14 попарно взаимно притерты. При вращении шпинделя 10 конструкция вкладышей обеспечивает равномерный масляный клин между шейкой шпинделя и вкладышами, что предотвращает их нагрев и износ. Шпиндель 10 шлифовальной бабки фиксируется в осевом направлении при помощи двух сферических бронзовых. колец 19 и 20, прижи» маемых с двух сторон к торцам бурта шпинделя опорными кольцами 21 и 22, корончатой гайкой 23, фиксируемой контргайкой 24, Установка шлифовального круга 25 на шпинделе 10 производится с помощью переходного фланца 26 (по базовому отверстию диаметром d ), базирующегося на базовой конической поверхности шейки шпинделя, его закрепление - шайбой 27 и гайкой 28, навинчиваемой на резьбовой хвостовик шейки шпинделя, а передача крутящего момента от шпинделя 10 фланцу 26 с шлифовальным кругом 25 - шпонкой 29 °

Закрепление шлифовального круга 25 на переходном фланце 26 производится подвижным фланцем 30. Для равномерно

ro распределения давления на круг прижимных поверхностей фланцев 26 и

30 между ними и кругом устанавливают прокладки 31 из картона, резины или других материалов. После размещения и закрепления шлифовальногo круга 25 на шпинделе 10 (совместно с крепежными фланцами 26 и 30, прокладками

3l и элементами крепления) для устранения дестабилизирующей динамической нагрузки на опоры шпинделя, возникающие при вращении неуравновешенного круга в сборе, производится статическая балансировка вращающегося шпинделя шлифовальной бабки на специальном балансировочном станке или стенде.

Смазка подшипников or..ор шпинделя осуществляется циркуляционной систе" мой от гидросистемы станка. В состав системы входят, резервуар с заливной горловиной, насос шестеренный, фильтр тонкой очистки, клапан предохранительный, реле давления (не показаны) и маслоуказатель .32. Используемая марка масла - индустриальное

И-5А или ИГП-6, при этом необходимо обеспечить предварительную очистку масла до тонкости фильтрации 20 °

25 мкм. Давление в системе смазки подшипников опор шпинделя не регулируется, а определяется сопротивлением фильтра и системы и не должно превышать 0,3 MIa, 15 Вращение шпинделя 10 осуществляется от электродвигателя переменного тока (не показан), установленного на шлифовальной бабке посредством кли- ноременной передачи, в состав которой входят ремень 33 трапецеидального сечения, установленного на ведущем (не показан) и ведомом 34 шкивах, Шкив 34 размещен с противоположного от места установки шлифовального кру25 га 25 конца шпинделя 10 íà его конической базовой поверхности. Крепление шкива 34 на шейке шпинделя 10 осуществляется шайбой 35 и гайкой 36, навинчиваемой на резьбовой хвостовик

30 шейки шпинделя,а передача крутящего момента от шкива34 к шпинделю !О производится шпонкой37.Для созданиябезопасных условий работы шкив 34, как и шлифовальный круг, закрыты тонкостенными защитными кожухами 38, 1

Винты 14сборных опорных элементов выполнены сборными и состоящими собст. венно из корпуса39 с наружной ивнуз40 ренней резьбовыми поверхностями (с уменьшенным мнкрометрическим шагом) с размещенными в нем нагружающим элементом 40и упругодеформируемым элементом 4!с тензодатчиком 42.Всостав

45 опорных элементов входят также шарики

43, Для обеспечения воэможности осевого перемещения нагружающего элемента 40 (с целью создания предварительного натяга в упругодеформируемом

5р элементе 41) в нем выполнена внутренняя шестигранная поВерхность под торцовый ключ (регулировка производится при снятой пробке 16). Упругодеформируемый элемент 41 выполнен в виде ци55 линдра с тонкостенным дном, отделенным от боковой цилиндрической части разделительной канавкой К, а на наружной поверхности дна выполнена сферическая опорнал лунка Л радиусом, 1583270 равным радиусу шарика r == -- где ш

d+ — диаметр шарика 43. На внутренней поверхности тонкостенного дна наклеены тензодатчики 42, связанные соединительными проводами 44 с усиЛительно-Преобразовательным блоком (УПБ) 45 Для обеспечения надежной связи тензодатчиков 42 с УПБ 45 в загружающем элементе 40 и пробке 16 изготовлено центральное отверстие, а для предотвращения проворота упруфодеформируемого элемента 41 на его наружной поверхности выполнен узкий прямоугольный паз, в который входит ожка стопорного винта 46. Гермети10

15 эация всей конструкции опоры в целом

Производится уплотнениями 17, разме™

Щенными в местах стыков деталей, Уп20 фугодеформируемый .элемент 41 изготов ен из материала, обладающего упругими свойствами. Протяженная поверхность для наклейки тензореэисторов

42 позволяет применять тензорезисто25 ры общемашиностроительного применения, например,. с проволочными или фольго" выми чувствительными элементами, а также .полупроводниковые тензометры типа КТД 2А, КТЭ 2Б.

Устройство работает следующим образом.

Шпиндель 10 устанавливается в опо11ах шлифовальной бабки, на его кони". одной фланец 26, на которых размещаются соответственно шлифовальный круг 25 и ремень 33 трапецеидального

Сечения, В опоры бабки в собранном

Виде устанавливаются по три сборных

40 опорных элемента, Перемещением (вдоль. си винта 14) нагружающих элементов в каждом сборном опорном элементе

:достигается предварительное деформи.:.яание упругодеформируемого элемент: 41, упругие деформации которого воспринимаются наклееными на его

45 внутреннюю поверхность тонкостенного дна тензорезисторами 42. Достижение требуемой величины натяга элемента

41 регистрируется по шкале УПБ 45.

В процессе шлифования неравномерность снимаемого припуска, колебания твердости материала обрабатыВаемых деталей и колебания режущих !

55

Ческие базовые поверхности насажи- 35 ваются и закрепляются шкив 34 и пере(абразивных) свойств шлифовального круга приводят к колебаниям составляющих силы резания: P - главной (касательной) составляющей силы резания и P> - радиальной составляющей (силы нормального давления в эоне контакта круга с заготовкой). Колебания составляющих сил резания через слой масла воспринимаются вкладышами

13, и далее через шарики 43 нагружают упругодеформируемый элемент 41, Упругие деформации тонкостенного дна элемента 41 (при неподвижном положении его корпуса в осевом направлении) воспринимаются наклеенными на его внутреннюю поверхность тензорезисто» рами 42 и преобразуются в УПБ 45 в пропорциональный электрический сигнал, используемый в дальнейшем для решения задач технического диагностирования состояния технологической системы круглошлифовального станка по изменению его упругосилового баланса, а также в системах адаптивного управления процессом резания, например, в системах стабилизации усилий резания.

Формул а изобретения

1, Опора шлифовальной бабки, содержащая корпус, равномерно размещенные по окружности три опорных элемента, каждый из которых вкшочает вкладыш, выполненный в виде самоустанавливающегося сегмента со сферической опорной лункой и установленного с возможностью взаимодействия с ним винта,о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности, винты выполнены полыми, а опора снабжена размещенными внутри каждого винта нагружающим элементом и упругодеформирующим элементом с тензорезистором и шариком.

2. Опора по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что упругодеформирующий элемент выполнен в виде цилиндра с тонкостенным дном, отделенным от боковой части цилиндра разделительной канавкой, а на наружной поверхности дна выполнена сферическая опорная лунка с радиусом, равным радиусу шарика, причем тензореэистор закреплен на внутренней поверхности дна.

1583270

1583270

A-А

Дд ф

Составитель, А.Шутов

Текред Л.Сердюкова

Корректор M,Ñàìáîðñêàÿ

Редактор, С.Патрушева, Заказ 2222 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Mocква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101