Устройство для одновременного хонингования группы отверстий
Использование: машиностроение, преимущественная область использования - в автомобиле - сельхозмашиностроении для обработки шатунов и т.п. изделий. Сущность изобретения. В устройстве, содержащем группу размещенных в корпусе хонинговальных головок с раздвижными брусками, оси всех хонголовок жестко зафиксированы, а оси размещения в них брусков, кроме одной, выполнены плавающими, что позволяет базировать деталь самоустановкой по инструменту. Для предотвращения снижения точности взаимного расположения осей отверстий из-за погрешностей кинематики устройства корпус выполнен перемещающимся по жестко зафиксированным направляющим, снабжен уравновешивающим механизмом и жестко связан с промежуточным валом, выполненным при этом приводным. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к машиностроению, точнее к техническим средствам, предназначенным для финишной обработки изделий с двумя и более отверстиями, оси которых взаимопараллельны. Преимущественная область использования при обработке деталей типа шатунов, в автомобилесельхозмашиностроении. Известно устройство для одновременного хонингования группы отвертсий с взаимопараллельными осями, например устройство для хонингования отверстий в головках шатунов, содержащее две плавающие хонинговальные головки, подключаемые к независимым приводам, а также приспособление для базирования и зажима шатуна, включающее в себя установочные призмы, подводную опору и прижимную планку с сферическими шайбами. Устройство предназначено для эксплуатации на двухшпиндельных станках и обработка производится при жестком закреплении предварительно сориентированного в установочных призмах шатуна, что не позволяет выдерживать взаимное расположение осей обрабатываемых отверстий с заданной точностью из-за активного отрицательного влияния на точность обработки совокупности погрешностей кинематики станка, установочного приспособления базирования шатуна, в том числе и в результате отклонений его наружных поверхностей. Наиболее близким аналогом к предлагаемому является устройство для одновременного хонингования группы отверстий с взаимопараллельными осями в шатунах, которое по технической сущности и числу совпадающих признаков определено в качестве прототипа. Устройство-прототип содержит основание, соединительное приводное звено для подключения к шпинделю станка, приспособление с кондукторной плитой для базирования и зажима изделия, закрепленное на основании, направляющие, корпус, установленный с возможностью возвратно-поступательных перемещений вдоль направляющих, два рабочих шпинделя с хонинговальными брусками, расположенные в корпусе соосно отверстиями в кондукторной плите и взаимосвязанные между собой через зубчатую передачу с промежуточным валом, каждый из которых снабжен механизмом разведения брусков хонинговальной головки. В нем приспособление для базирования и зажима изделия содержит ряд элементов, поджимающих его снизу к кондукторной плите, и торцевой прижим. Корпус устройства образован несущей плитой с прикрепленными к ней сверху и снизу крышками. Направляющие выполнены в виде штырей, жестко закрепленных одним концом на несущей плите, а другими своими концами свободно размещенных во втулках, закрепленных на кондукторной плите приспособления. Рабочие шпиндели выполнены в виде полых втулок, установленных в подшипниках с возможностью вращения и радиального смещения, несущих жестко закрепленные в них хонинговальные головки с раздвижными брусками. Каждый шпиндель снабжен механизмом для раздвижения брусков, содержащим приводной вал, связанный с хонинговальной головкой через муфтовое соединение. Шпиндели взаимосвязаны между собой через шестерни, закрепленные на приводных валах, и промежуточный вал с шестерней, который свободно установлен между приводными валами в гнездах, выполненных в несущей плите и верхней крышке корпуса. Один из приводных валов выполнен с возможностью подключения к шпинделю станка и служит в качестве приводного соединительного звена для передачи хонинговальными головками вращения и возвратно-поступательных перемещений. К недостаткам прототипа следует отнести ограниченные технологические возможности поскольку в устройстве: из-за "плавающих" осей шпинделей невозможна реализация способа хонингования с базированием изделия самоустановкой по инструменту, который по точности базирования имеет неоспоримое преимущество перед другими известными на сегодняшний день. (Точность базирования в прототипе по отверстиям кондукторной плиты зажимного приспособления требует повышенной точности используемой оснастки, особой точности выполнения базовых поверхности обрабатываемой детали и тщательности выполнения процесса). невозможно вести обработку нескольких отверстий и одновременно осуществлять исправление нецилиндричности этих отверстий, т.к. жесткое нерегулируемое соединение хонинговальных головок со шпинделями исключает возможность наладочного осевого смещения одного инструмента относительно другого. номенклатура обрабатываемых устройством изделий ограничена числом хонинговальных головок (не более двух), которые в прототипе из-за консольного построения кинематики по отношению к оси подключения к шпинделю станка и последовательной схемы распределения вращения в ней не может быть увеличено в рамках технической целесообразности. Другим недостатком прототипа является вероятность погрешностей обработки изделий на нем, обусловленная, во первых, недостаточной точностью базирования изделия, а во-вторых, погрешностями кинематики устройства из-за большого числа промежуточных звеньев и соединений. Причем здесь следует отметить, что из-за консольного построения кинематики и практически "плавающих" направляющих не исключена вероятность перекоса осей хонинговальных головок, что приводит не только к снижению геометрической и размерной точности обработки, но и обуславливает вероятность аварийных ситуаций. К тому же значительным недостатком прототипа, ухудшающим условия обработки, и не позволяющим увеличить число шпинделей для расширения диапазона обрабатываемых изделий, является обусловленная также консольным построением кинематики и отсутствием необходимых компенсационных мер, неуравновешенность инерционной массы устройства. Цель изобретения расширение технологических возможностей устройства путем увеличения диапазонов номенклатуры обрабатываемых заготовок и повышение точности обработки. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для одновременного хонингования в изделии группы отверстий, содержащем основание, приводное соединительное звено для подключения к шпинделю станка, приспособление с кондукторной плитой для базирования и зажима изделия, закрепленное на основании, направляющие, корпус, установленный с возможностью возвратно-поступательных перемещений вдоль направляющих, рабочие шпиндели с хонинговальными головками, по меньшей мере два, расположенные в корпусе соосно отверстиями в кондукторной плите и взаимосвязанные между собой через зубчатую передачу с промежуточным валом, каждый из которых снабжен механизмом разжима брусков, согласно изобретению корпус установлен с возможностью возвратно-поступательных перемещений на направляющих, выполненных в виде взаимосвязанных между собой стоек, жестко закрепленных на основании, снабжен дополнительно введенным в устройство уравновешивающим механизмом и жестко связан с промежуточным валом, выполненным при этом в виде упомянутого приводного соединительного звена, а рабочие шпиндели установлены в корпусе зафиксированными от радиального смещения, и хонголовки всех шпинделей, кроме одного выполнены с возможностью осевого регулировочного смещения и с плавающими осями размещения брусков. Уравновешивающий механизм выполнен в виде пружин, установленных на направляющих стойках и зафиксированных на основании, а сверху несущих опорные элементы и ограничители хода. Размещение корпуса на жестко зафиксированных направляющих увеличивает жесткость устройства и соответственно позволяет получать большую точность взаимного расположения осей обрабатываемых отверстий. Введение уравновешивающего механизма, с которым корпус во время хонингования имеет жесткую связь, уменьшает осевую нагрузку на приводное звено используемого станка и позволяет устанавливать его на большинстве серийных хонинговальных станков. Перенос приводного соединительного звена в центр устройства позволяет исключить консольный характер построения и использовать хонинговальные станки с меньшим размером стола и более слабым шпиндельным узлом. Жесткое закрепление осей рабочих шпинделей в корпусе увеличивает жесткость устройства, а выполнение всех хонголовок, кроме одной, с плавающими брусками позволяет компенсировать изменение межосевого расстояния обрабатываемых отверстий и уменьшить отклонение их осей за счет уменьшения расстояния от плоскости обработки до плоскости перемещения, обеспечивающего компенсацию, изменения межосевого расстояния. При этом возможность осевого регулировочного смещения всех хонголовок кроме одной базовой позволяет получать все обрабатываемые отверстия цилиндричными, т.е. устранять конусность всех обрабатываемых отверстий. На фиг. 1 общий вид предлагаемого устройства; на фиг. 2 вид сверху; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 узел 1 на фиг. 3. Сущность технического решения поясняется на конкретном примере выполнения устройства с двумя рабочими шпинделями для обработки отверстий в кривошипной и поршневой головках автомобильного шатуна. На основании 1 закреплены стойки 2, связанные плитой 3. На стойках 2 установлены пружины 4 уравновешивающего механизма, закрепленные снизу на основании 1 и имеющие на концах опорные элементы в виде втулок 5. На стойках 2 закрепляются ограничители хода пружин 6, которые служат для удержания пружин в исходном положении в сжатом состоянии при подъеме корпуса 7 установленного на стойках 2. В корпусе 7 установлены четыре бронзовые втулки 8, которые являются подшипниками продольного перемещения при перемещении корпуса 7, нижние втулки 8 имеют ответные поверхности для втулок 5. В корпусе 7 размещаются шпиндели 8 и 9, установленные в подшипниках 10 и 11, причем расстояние между осями шпинделей соответствует номинальному расстоянию между осями отверстий обрабатываемой детали 12. На шпинделях 8 и 9 неподвижно закреплены зубчатые колеса 13 и 14, находящиеся в зацеплении с шестерней 15, закрепленной на промежуточном вале 16, установленном в подшипниках 17, 18, 19, связанным со шпинделем станка 20 соединительным звеном 21. Внутри каждого шпинделя 8 и 9 с возможностью осевого перемещения размещается толкатель 22 для разжима брусков в хонинговальных головках 23 и 24 с конусами 25 и 26. Толкатель 22 через хвостовик 27 с подшипниками 28 через невращающуюся муфту 29 связан с приводом механизма разжима брусков, например, гидроцилиндром 30, установленном неподвижно на корпусе 7 "Жесткая" хонинговальная головка 23 установлена в шпинделе 8 с помощью конического хвостовика 31 и гайки 32. Хонинговальная головка 24 устанавливается в шпинделе 9 с возможностью регулирования по высоте установки, например, при помощи цилиндрического хвостовика 33, шпонки 34 и винта 35, регулировка осуществляется гайкой 36 и винтом 37. На брускодержателе 38 размещены хонинговальные бруски 39. Постоянный контакт брускодержателей 38 с разжимным конусом 40 осуществляется пружиной 41. С целью компенсации изменения межосевого расстояния обрабатываемых отверстий в хонинговальной головке 24 разжимной конус 40, установлен между сепараторами 42 с шариками 43 и имеет возможность плавания на величину зазора между штоком 44 хонинговальной головки и внутренним диаметром разжимного конуса 40. Величина зазора зависит от диаметра отверстия и должна быть не менее максимального отклонения межосевого расстояния обрабатываемых отверстий. На основании 1 для базирования и зажима изделия 12 неподвижно установлено приспособление 45, содержащее кондукторную плиту 46 и, например регулируемую опору 47, три опоры 48 с прихватами 49. На одной из опор 48 установлена пружина 50, при помощи которой осуществляется предварительный поджим кривошипной головки шатуна к базовому торцу бобышки шатунного болта. На приспособлении 45, имеется упор 51 для предварительной угловой ориентации поршневой головки шатуна и прижим 52. Работа устройства. Изделие, например, шатун 12 устанавливается на кондукторной плите 46 базовым торцем кривошипной головки вниз и прижимается к базовой бобышке шатунного болта пружиной 50. Углевое расположение болта в горизонтальной плоскости предварительно ориентируется по базовому упору 51 для поршневой головки шатуна, который установлен с гарантированным зазором и прижимается к нему прижимом 52. Корпус 7 опускается по стойкам 2 на заданную величину, хонинговальные головки 23 и 24 направляющими конусами 25 и 26 входят в отверстия шатуна 12 и предварительно ориентируют шатун. Включается разжим брусков в "жесткой" хонинговальной головке 23, бруски подводятся к поверхности отверстия малой головки и шатун ориентируется окончательно передо обработкой. Двумя прихватами 49 шатун прижимается базовым торцем большой головки к кондукторной плите 46. Регулируемая опора 47 подводится под малую головку шатуна до касания с ней и только после этого малая головка прижимается к кондукторной плите третьим прихватом 49. Включается разжим брусков на второй хонинговальной головке и одновременно шпинделя станка сообщается вращательное и возвратно-поступательное движение. При наличии отклонения межосевого расстояния обрабатываемых отверстий от номинального значения, бруски 39 смещаются в радиальном направлении совестно с разжимным конусом 40. Возвратно-поступательное движение через промежуточный вал 16 сообщается корпусу 7, а вращение хонинговальных головок осуществляется от шестерни 15 и зубчатые колеса 13 и 14, кинематически связанные между собой. При достижении номинального размера в одном из отверстий шатуна, рабочее давление в соответствующей хонинговальной головке снижается, чтобы уменьшить до минимума съем металла при контактировании с обрабатываемой поверхностью, при достижении номинального размера во втором отверстии бруски 39 в обеих хонинговальных головках отводятся, отключается вращение и возвратно-поступательное движение и корпус 7 отводится вверх и исходное состояние.
Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ХОНИНГОВАНИЯ ГРУППЫ ОТВЕРСТИЙ с взаимно параллельными осями, содержащее основание, приводное соединительное звено для связи со шпинделем станка, закрепленное на основании приспособление для базирования и зажима заготовки с кондукторной плитой, направляющие с корпусом, установленным относительно их с возможностью возвратно-поступательных перемещений, а также рабочие шпиндели с хонинговальными головками, расположенные в корпусе соосно отверстиям кондукторной плиты и взаимосвязанные между собой через зубчатую передачу с промежуточным валом, каждый из которых снабжен механизмом разведения брусков, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства путем увеличения диапазонов номенклатуры обрабатываемых заготовок и повышения точности обработки, устройство снабжено взаимодействующим с корпусом уравновешивающим механизмом, а корпус установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения на направляющих, выполненных в виде взаимосвязанных между собой стоек, закрепленных на основании, и жестко связан с промежуточным валом, при этом рабочие шпиндели установлены в корпусе зафиксированными от радиального смещения и хонголовки, кроме одной, выполнены с плавающими осями размещения брусков и с возможностью осевого регулировочного смещения брусков. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что уравновешивающий механизм выполнен в виде пружин, установленных на направляющих стойках с ограничением хода, несущих сверху опорные элементы.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
