Устройство для суперфиниширования тороидальных поверхностей колец

 

Использование: в машиностроении для суперфинишной обработки тороидальных поверхностей деталей, например, желоба шариковых подшипников. Устройство содержит установленный на основании привод качания абразивного бруска с брускодержателем, два идентичных двуплечих рычага, нижние плечи которых, выполненные с возможностью возвратно-вращательного движения около центра кривизны кольца, жестко соединен с брускодержателями, расположенными симметрично в диаметральной плоскости с противоположных сторон от кольца. Оси возвратно-вращательного движения рычагов расположены в плоскости, перпендикулярной оси кольца, и проходят через центр кривизны кольца. Привод подвода брусков к детали выполнен в виде пневмогидромеханизма, расположенного между верхними плечами рычагов. Кроме того, пневмогидромеханизм возвратно-поступательного движения рычагов выполнен в виде двух соосных цилиндров с поршнями и каналами для подачи рабочей жидкости или воздуха, а брускодержатель - в виде стакана, на дно которого помещен упругий элемент, соединенный с абразивным бруском. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для суперфинишной обработки тороидальных поверхностей деталей, например, желоба шариковых подшипников.

Известны устройства для суперфиниширования поверхностей деталей, расположенных на гидроопоре, содержащие привод качания брускодержателя с жестко закрепленным в нем обрабатывающим бруском, совершающим колебательное движение в плоскости, проходящей через центр кривизны дорожки качения детали [1,2] Однако в данных устройствах обработка поверхности ведется одним бруском, что приводит к снижению производительности труда на данной операции и искажению геометрических параметров обрабатываемой поверхности, например желоба, полученных на предыдущей обработке из-за смещения кольца, помещенного на гидроопору, относительно ее центра в результате давления бруска, т.к. зазор между посадочной поверхностью кольца и гидроопорой со стороны прижима бруском устанавливается минимальным, а на диаметрально противоположной стороне - максимальным, что, таким образом, приводит к вращению кольца около непостоянного центра, интенсивному неравномерному износу гидроопоры.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для суперфиниширования желобчатых поверхностей шарикоподшипников, содержащее установленный на основании привод качания абразивного бруска и рычаг с держателем бруска, кинематически связанный с приводом и с упругим звеном для создания рабочего давления бруска. В данном изобретении решается проблема повышения качества обрабатываемой поверхности за счет уменьшения погрешностей формы поперечного сечения дорожки качания путем создания устройства с минимально возможной приведенной к бруску массой, позволяющей в динамике получить самоустановление бруска с прослеживанием последним обрабатываемого профиля [3] Однако недостатки, описанные выше характерны и для данного устройства.

Целью изобретения является повышение качества обрабатываемой поверхности при сохранении геометрических параметров детали, полученных на предыдущей обработке (например при шлифовке).

Поставленная цель достигается тем, что устройство для суперфиниширования тороидальных поверхностей колец, содержащее основание, механизм подвода бруска к кольцу, привод качания брускодержателя и шпиндель изделия, снабжено диаметрально и оппозитно расположенным относительно шпинделя изделия дополнительным брускодержателем, а механизм подвода выполнен в виде двух установленных на основании с возможностью поворота двуплечих рычагов, верхние плечи которых связаны с приводом, а нижние жестко соединены с брускодержателями и связаны с упомянутым приводом качания с возможностью возвратно-вращательного движения в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя изделия и проходящей через центр кривизны профиля кольца.

Кроме того, привод подвода брусков выполнен в виде двух соосно расположенных пневмо(гидро)цилиндров, поршни которых предназначены для взаимодействия с верхними плечами рычагов.

Кроме того, каждый брускодержатель выполнен в виде стакана и снабжен размещенным на его дне упругим элементом, предназначенным для контакта с бруском.

Таким образом, использование двух брусков с брускодержателями, расположенными симметрично в диаметрально противоположной плоскости детали, прижимаемыми с одинаковой силой к обрабатываемой поверхности, качающиеся около центров желоба и жестко связанными с нижними плечами рычагов привода, позволяет исключить смещение оси кольца относительно оси гидроопоры и разгрузить гидроопору.

Выполнение привода подвода брусков в виде пневмо(гидро)механизма из двух соосных жестко соединенных между собой цилиндров с поршнями и отверстиями для подачи воздуха (рабочей жидкости), позволяет вести обработку поверхности детали как одновременно, используя одновременную подачу рабочей жидкости или воздуха в цилиндры, так и попеременно, чередуя указанный процесс.

Кроме того, возможен режим предварительной и окончательной обработки детали с использованием брусков различной зернистости.

Выполнение брускодержателей в виде стакана с упругим элементом, например, в виде пружины, соединенной одним концом с дном стакана, а другим с абразивным бруском, и жестко связанного с приводом их качания исключает воздействие массы рычагов и брускодержателя во время работы на обрабатываемое кольцо.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства с поперечным разрезом по кольцу гидроопоры и брускодержателя, на фиг. 2 разрез А А на фиг. 1, вид сверху.

Позициями на чертеже обозначены.

Обрабатываемое кольцо 1; гидроопора 2; приводной вал 3; подвижной вал 4; неподвижные оси 5; двуплечий рычаг механизма подвода бруска к кольцу 6; возвратная пружина 7; цилиндры 8; поршни 9; подшипники 10; втулки 11; валики 12; брускодержатели 13; бруски 14; пружины 15; рычаги привода качания (осцилляции) валиков 16; привод качания (осцилляции) 17; каналы цилиндров 18; ограничители хода рычагов 19.

Устройство содержит помещенное на гидроопоре 2 кольцо 1, механизм подвода абразивных брусков, выполненный в виде двух идентичных двуплечих рычагов 6, установленных с возможностью поворота на неподвижных осях 5, в нижних плечах которых помещены валики 12, выполненные с возможностью возвратно-вращательного движения в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя и проходящей через центр кривизны профиля кольца, несущие брускодержатели 13 с брусками 14 и упругими элементами 15. Осцилляция валиков 12 может быть осуществлена, например, с помощью расположения их во втулках 11 на подшипниках 10. Верхние плечи рычагов 6 опираются на поршни 9, расположенные в цилиндрах 8 с каналами 18 и соединены стягивающей пружиной 7.

Устройство работает следующим образом.

Кольцо, подлежащее обработке, одевают на гидроопору 2, приводят во вращение прижимом к вращающему валу 3. Затем в цилиндры 8 одновременно или попеременно подают воздух (или рабочую жидкость), соответственно раздвигая поршни 9 и поворачивая верхние плечи рычагов 6 около неподвижной оси 5. При этом нижние плечи рычагов 6, несущие втулки 11 сближаются, ложась на упоры 19. Таким образом, рычаги 6 с втулками 11 совершают только качательные движения около осей 5. В этом положении ось валика 12 совмещается с центром кривизны обрабатываемого желоба и соответственно закрепленные на валиках брускодержатели 13 с брусками 14, входят в обрабатываемый желоб. Валики 12 также несут закрепленные на них рычаги 16, контактирующие с деталью 17, совершающей возвратно-поступательное движение. При этом величина хода детали 17 определяет угол поворота валика 12, брускодержателя 13 и брусков 14 около центра кривизны желоба (механизм привода детали 17 не показан). Таким образом, рычаги 6 с укрепленными на их нижней части втулками 11 совершают только качательные движения около оси 5, а валики 12 в роликовых подшипниках 10, несущие брускодержатели с брусками, кроме основного качательного движения, обеспечивающего ввод брусков в желоб и их прижим, совершают дополнительное возвратно-вращательное (осциллирующее) движение. Во время цикла обработки рычаги 6 и втулки 11 неподвижны. Симметричное расположение брусков относительно центра кольца и тарированные пружины 15, создающие рабочее давление брусков на обрабатываемую поверхность, обеспечивают равномерность зазора между поверхностями гидроопоры и кольца, повышение качества обрабатываемой поверхности и сохранение геометрических параметров детали.

П р и м е р.

Заявляемое устройство было осуществлено в автомате для суперфиниширования внутренних колец шарикоподшипников типа 204. Чистота обработанных поверхностей деталей составляла 0,04 мкм, волнистость 0,008 мкм при улучшении остальных геометрических параметров деталей, полученных при предыдущей обработке шлифовании (круглость, смещение диаметра желоба и относительно посадочных поверхностей, сохранение оси желоба относительно базового торца кольца).

Формула изобретения

1. Устройство для суперфиниширования тороидальных поверхностей колец, содержащее основание, механизм подвода бруска к кольцу, привод качания брускодержателя и шпиндель изделия, отличающееся тем, что устройство снабжено диаметрально и оппозитно расположенным относительно шпинделя изделия дополнительным брускодержателем, а механизм повода выполнен в виде двух установленных на основании с возможностью поворота двуплечих рычагов, верхние плечи которых связаны с приводом, а нижние жестко соединены с брускодержателями и связаны с приводом качания с возможностью возвратно-вращательного движения в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя изделия и проходящей через центр кривизны профиля кольца.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод подвода брусков выполнен в виде двух соосно пневмо(гидро)цилиндров, поршни которых предназначены для взаимодействия с верхними плечами рычагов.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждый брускодержатель выполнен в виде стакана и снабжен размещенным на его дне упругим элементом, предназначенным для контакта с бруском.

4. Устройство по любому из пп.1 3, отличающееся тем, что устройство снабжено пружиной, соединяющей верхние плечи рычагов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2