Головка для охватывающего шлифования винтов

 

Изобретение может быть использовано при абразивной обработке винтовых поверхностей точных винтов, преимущественно с большим углом подъема витков. Головка содержит шлифовальный круг, основание и шарнирно соединенный с ним корпус. В корпусе с возможностью вращения установлена полая оправка с базовым посадочным коническим отверстием. Шлифовальный круг выполнен с профилированной режущей поверхностью центрального отверстия и заключен в металлический бандаж, служащий для создания в круге сжимающих напряжений. Бандаж сопряжен с базовым посадочным коническим отверстием оправки и по ее периферии закреплен кольцевым диском и винтами. Изобретение позволяет улучшить качество и повысить производительность обработки. 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению, к области станкостроения и может быть использовано при абразивной обработке винтовых поверхностей точных винтов, например винтов винтовых насосов, шариковых винтовых передач, преимущественно с большим углом подъема витков.

Известна головка для вихревого нарезания резьбы, содержащая корпус, установленную в нем с возможностью вращения полую оправку, расположенные равномерно по периметру на внутренней поверхности оправки резцедержатели с упругими элементами и механизмами крепления резцедержателей [1].

Недостатком головки является невозможность использования ее для абразивной отделочной обработки винтов.

Известна головка доя охватывающего шлифования винтов, содержащая шлифовальный круг, основание и корпус [2].

Недостатком известной головки является невозможность использования ее для абразивной и отделочно-полировальной обработки винтовых поверхностей винтов с большим углом подъема витков.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, повышение качества и производительности обработки за счет использования охватывающего абразивного инструмента [3], увеличивающего длину дуги и площадь контакта инструмента с деталью, повышающего точность обрабатываемой поверхности и снижающего уровень вибраций головки.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемой головки для охватывающего шлифования винтов, содержащая шлифовальный круг, основание и шарнирно соединенный с ним корпус, при этом она дополнительно содержит установленную в корпусе с возможностью вращения полую оправку с базовым посадочным коническим отверстием, металлический бандаж с наружной конической поверхностью, кольцевой диск и винты, кроме того, шлифовальный круг выполнен с профилированной режущей поверхностью центрального отверстия и заключен в металлический бандаж, служащий для создания в круге сжимающих напряжений, сопряженный с базовым посадочным коническим отверстием оправки и по ее периферии закрепленный кольцевым диском и винтами.

Сущность конструкции головки поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана предлагаемая головка для охватывающего шлифования винтов, вид сбоку; на фиг. 2 приведена схема наладки для охватывающей абразивной обработки винтовых поверхностей винтов предлагаемой головкой с установкой детали - винт винтового насоса в патроне и на заднем центре; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - поперечное сечение охватывающего круга для обработки выступов; на фиг. 6 - поперечное сечение охватывающего круга для обработки впадин.

Головка состоит из привода (не показан), шкив которого соединен ремнями 1 со шкивом 2 вращательно-подвижной полой оправки 3, установленной в корпусе 4 посредством подшипников 5. Корпус 4 шарнирно соединен с основанием 6 и может изменять угол α установки оси у-у оправки 3 при изменении объекта производства, поворачиваясь относительно точки О. Основание 6 закреплено на суппорте 7, например, токарного станка.

На оправке 3 установлен шлифовальный круг 8 с профилированной внутренней режущей поверхностью, которой является центральное отверстие. Для повышения прочности в направлении действия сил инерции шлифовальный круг 8 сжат по периферии металлическим бандажом 9, одетый на круг в нагретом состоянии. При охлаждении бандаж 9 стягивает шлифовальный круг 8 и вызывает в нем сжимающие напряжения [3].

Наружная поверхность 10 бандажа 9 выполнена конической, которой он сопрягается с базовым посадочным коническим отверстием оправки 3. Такая посадка еще больше увеличивает прочность круга 8 во время работы. Можно осуществить такие условия сжатия круга 8, при которых не возникнет растягивающих разрушающих напряжений от действия сил инерции при вращении круга. Крепление стянутого круга 8 в оправке 3 осуществляется кольцевым диском 11 и винтами 12. В торце кольцевого диска 11 просверлены и нарезаны сквозные отверстия, в которые ввинчены винты, представляющие собой грузики, используемые при балансировке системы круг - оправка (не показаны).

Работа головки для охватывающего шлифования винтов заключается в следующем.

Перед ее началом проводят настройку головки, для чего ось у-у оправки 3 располагают эксцентрично относительно оси x-x обрабатываемой детали 13 и поворачивают относительно оси, проходящей через т. 0 на угол α подъема витка винтовой поверхности, благодаря шарнирному соединению корпуса 4 с основанием 6.

При включении двигателя вращение передается ремнями 1 на шкив 2 и оправку 3. Одновременно с этим основание 6 вместе с корпусом 4 и суппортом 7 токарного станка перемещаются в продольном направлении с заданной подачей.

При финишной абразивной обработке винтов 13 (например, винтовых насосов, имеющих профиль и размеры D, D₁, t, e, e₁, показанные на фиг. 2 и 3) предлагаемой головкой в охватывающий круг 8 вводят обрабатываемую заготовку - винт 13, закрепленную в патроне 14 шпинделя 15 бабки 16. Кругу 8 и детали 13 сообщают вращения вокруг своих осей в разных направлениях с разными скоростями v_и и v_д соответственно. Скорость назначается согласно характеристики охватывающего шлифовального круга и режущих свойств инструмента, как при обычном традиционном шлифовании. Эта независимая скорость v_и обеспечивается индивидуальным электроприводом, установленным на головке (не показан).

Скорость v_д заготовки кинематически связана со скоростью продольной подачи S_пр головки и суппорта, который имеет движение продольной подачи, равной шагу t винта за один оборот заготовки.

Охватывающий круг 8 с осью вращения y-y, установленный под углом подъема витка винтовой поверхности, эксцентрично смещают относительно оси x-x заготовки и касаются внутренней поверхностью круга обрабатываемой поверхности заготовки в т. 0 по всей высоте круга (фиг. 5 и 6). Увеличивая эксцентриситет между осями x-x и y-y, т.е. давая дополнительное перемещение S на каждый двойной ход продольной подачи суппорта в поперечном направлении кругу 8 с помощью суппорта 4, производят снятие оставленного необходимого припуска, добиваясь точности и требуемой шероховатости, окончательно профилируя выступы винтовой поверхности.

На втором переходе при обработке головкой с охватывающим шлифовальным кругом, имеющим в поперечном сечении внутреннюю рабочую поверхность в виде выступа, обрабатывают впадину заготовки (см. фиг. 6). Высота круга выбирается несколько больше величины половины шага (t/2) винта, благодаря чему ступеньки между поверхностями, обработанными на первом и втором переходах, т.е. между выступом и впадиной, не будет.

При небольшом шаге винта, когда не будет подрезания винтовой поверхности детали, обработку ведут за один переход одним охватывающим кругом, имеющим внутреннюю рабочую поверхность, состоящую из выступа и впадины, и окончательно профилирующую винт, при этом высота круга выбирается чуть больше шага винта (не показан).

Благодаря применению предлагаемой головки, работающей по способу охватывающего шлифования винтовых поверхностей винтов, улучшилось качество и повысилась производительность обработки за счет использования охватывающего круга и увеличения длины дуги и площади контакта круга с заготовкой, а также ликвидировалось подрезание винтовой поверхности, повысилась точность обрабатываемой поверхности, расширились технологические возможности и снизился уровень вибраций головки.

Источники информации 1. Авт. св. СССР N 841823, МКИ B 23 G 3/08, 1979.

2. SU 1328170 А1, МКИ B 23 G 1/36, 07.12.1987 (Саратовский политехнический институт) - прототип.

3. Казаков В.М. Шлифование при повышенных скоростях резания. - Киев: Технiка, 1971, с. 9-11.

Формула изобретения

Головка для охватывающего шлифования винтов, содержащая шлифовальный круг, основание и шарнирно соединенный с ним корпус, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит установленную в корпусе с возможностью вращения полую оправку с базовым посадочным коническим отверстием, металлический бандаж с наружной конической поверхностью, кольцевой диск и винты, при этом шлифовальный круг выполнен с профилированной режущей поверхностью центрального отверстия и заключен в металлический бандаж, служащий для создания в круге сжимающих напряжений, сопряженный с базовым посадочным коническим отверстием оправки и по ее периферии закрепленный кольцевым диском и винтами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6