Приспособление для шлифования кулачкового вала

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обработки сложных профилей по копирам, в частности кулачкового вала. Приспособление имеет два функциональных модуля. Первый из них включает плиту, на которой закреплены шлифовальный круг с приводом вращения и опорный диск-копир, а второй - узлы фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов и устройство для синхронного вращения узлов фиксации. Второй модуль снабжен передней и задней опорами, в которых с возможностью качания закреплен горизонтальный вал с параллельными коромыслами. На концах коромысел размещены узлы фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов. Устройство синхронного вращения упомянутых узлов фиксации размещено на передней опоре и выполнено в виде кинематической передачи, связывающей упомянутые узлы фиксации с общим валом. Шлифовальный круг и опорный диск-копир размещены в одной плоскости. В результате обеспечивается возможность механизированной обработки кулачкового вала любой длины с любым расположением кулачков. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к устройствам для обработки сложных профилей по копирам и предназначено для восстановления кулачковых валов двигателей транспортных средств, в том числе распределительных кулачковых валов, кулачков вала привода топливного насоса высокого давления дизеля при ремонте и техническом обслуживании и других кулачковых валов.

Уровень техники

Известно устройство для шлифования кулачкового вала при ремонте, содержащее стол, на котором смонтированы рабочий и эталонный модули. Рабочий модуль (первый функциональный модуль) предназначен для обработки восстанавливаемого вала и состоит из электродвигателя, передаточного механизма в виде плоскоременной передачи, шлифовального круга, опоры которого прикреплены к платформе, имеющей возможность поступательного перемещения по столу с помощью направляющих и винтового механизма ручной подачи. Эталонный модуль (второй функциональный модуль) включает эталонный кулачковый вал (копир), установленный на опорах скольжения с возможностью вращения от воротка, а также опорный ролик, прикрепленный к столу с помощью оправки. Опоры смонтированы на каретке, перемещающейся относительно шлифовального круга 4 и опорного ролика по направляющим под действием подвешенного на тросе груза. На каретке на одной оси с эталонным кулачковым валом крепится на время обработки обрабатываемый кулачковый вал (см. патент РФ на изобретение №2078671, B24B 19/12 от 10.05.1997). В известном устройстве положение шлифовального круга относительно опорного ролика и обрабатываемого кулачкового вала фиксировано и фактически устройство может использоваться только для конкретного кулачкового вала с одним кулачком, что резко ограничивает его эксплуатационные возможности. В известном устройстве синхронное вращение эталонного копира и обрабатываемого кулачка производится вручную, что уменьшает производительность устройства.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является разработка универсального устройства для шлифования кулачковых валов, с помощью которого можно получить точную копию эталонного вала с любым количеством кулачков (один кулачок или несколько кулачков) и любым расположением кулачков на кулачковом валу с любым смещением смежных кулачков по углу, с помощью которого можно легко перейти на обработку нового кулачкового вала с иной конфигурацией. Другой задачей изобретения является разработка устройства для обработки кулачковых валов, которое можно смонтировать на станине большинства металлообрабатывающих станков, например на станине токарно-винторезного станка.

Для решения поставленной задачи предлагается приспособление для шлифования кулачкового вала, содержащее первый функциональный модуль, включающий в себя плиту, на которой закреплены шлифовальный круг с приводом вращения и свободно вращающийся опорный диск-копир, и второй функциональный модуль, включающий в себя узлы фиксации эталонного кулачкового вала, узлы фиксации обрабатываемого кулачкового вала, устройство для синхронного вращения узлов фиксации эталонного и обрабатываемого валов и поджимающее устройство, обеспечивающее поджатие эталонного кулачкового вала к опорному диску-копиру и обрабатываемого кулачкового вала к шлифовальному кругу, в котором второй функциональный модуль оснащен передней и задней опорами, в которых с возможностью качания закреплен горизонтальный вал, на котором с двух сторон закреплены параллельные друг другу коромысла, при этом с одной стороны на концах коромысел размещены узлы фиксации эталонного кулачкового вала, а на противоположных концах коромысел размещены узлы фиксации обрабатываемого кулачкового вала, при этом устройство синхронного вращения узлов фиксации эталонного кулачкового вала и обрабатываемого кулачкового вала размещено на передней опоре и выполнено в виде кинематической передачи, связывающей узлы фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов с общим валом, выполненным с возможностью подключения к внешнему приводу, при этом шлифовальный круг и опорный диск-копир размещены в одной плоскости с двух сторон относительно устройства для крепления эталонного и обрабатываемого кулачковых валов.

Кроме того, приспособление оснащено станиной, на которой с возможностью продольного перемещения относительно эталонного и обрабатываемого кулачковых валов установлена плита первого функционального модуля и закреплены передняя и задняя опоры.

Кроме того, опорный диск-копир и шлифовальный круг установлены на плите так, что линия, проходящая через центр шлифовального круга и ось узла фиксации обрабатываемого кулачкового вала, параллельна линии, проходящей через центр опорного диска-копира и ось узла фиксации эталонного кулачкового вала.

При этом, кинематическая передача включает в себя закрепленную на входном валу центральную шестерню и размещенные на соответствующих плечах коромысла промежуточные шестерни, соединяющие центральную шестерню с узлами для фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов, и поводки для передачи вращения эталонному и обрабатываемому кулачковым валам.

Предлагаемая конструкция приспособления для шлифования кулачкового вала дает возможность шлифовать кулачковые валы любой длины в пределах длины станины за счет смещения задней опоры относительно передней опоры и перемещения коромысел по длине горизонтального вала и с любой конфигурацией кулачков на кулачковом валу, так как эталонный кулачковый вал и обрабатываемый кулачковый вал размещены параллельно друг другу и каждый кулачок обрабатываемого вала будет располагаться в одной плоскости с соответствующим кулачком эталонного кулачкового вала. При шлифовании оба кулачка будут одновременно контактировать соответственно с шлифовальным кругом и опорным копиром, что гарантирует точное копирование кулачка эталонного кулачкового вала при синхронном вращении обоих валов.

Перемещение шлифовального круга и опорного диска-копира в продольном направлении относительно эталонного и обрабатываемого кулачковых валов обеспечивает копирование любого количества кулачков на эталонном и обрабатываемом валах.

Технический результат от использования изобретения состоит в возможности механизированной обработки кулачкового вала, например при восстановлении кулачкового вала или при финишной обработке кулачкового вала, любой длины с любым расположением кулачков, на имеющемся и хорошо освоенном оборудовании.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами. Следует понимать, что прилагаемые чертежи являются материалом, поясняющим настоящее изобретение, и ни в коей мере не ограничивают объем защиты изобретения. На прилагаемых чертежах одни и те же элементы обозначаются одинаковыми позициями.

На фиг.1 показан вид предлагаемого приспособления сверху.

На фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1.

Пример осуществления изобретения

Приспособление для шлифования кулачкового вала показано на фиг.1 применительно к шлифовке кулачкового распределительного вала.

Приспособление содержит станину 1, на которой с возможностью продольного перемещения вдоль станины закреплена плита 2. На плите 2 размещены шлифовальный круг 3 с приводом 4 и свободно вращающийся опорный диск-копир 5, составляющие первый функциональный модуль. Шлифовальный круг 3 соединен с приводом 4 любым известным способом, например, шлифовальный круг закреплен на шпинделе, соединенном с приводом ременной передачей. На станине 1 также закреплен второй функциональный модуль, включающий в себя устройство для крепления эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов. Это устройство включает в себя переднюю опору 8, заднюю опору 9, закрепленный в этих опорах с возможностью покачивания горизонтальный вал 10, на котором с двух концов закреплены параллельные друг другу коромысла 11 и 12, образующие вместе с горизонтальным валом H-образную рамку, в которой крепятся эталонный 6 и обрабатываемый 7 кулачковые валы. Для этого с одной стороны H-образной рамки на концах коромысел размещены узлы 13 и 14 для фиксации эталонного кулачкового вала 6, а на противоположных концах коромысел размещены узлы 15 и 16 для фиксации обрабатываемого кулачкового вала 7. Узлы фиксации 13, 14, 15 и 16 эталонного и обрабатываемого кулачковых валов установлены на коромыслах 11 и 12 с возможностью вращения относительно своей оси. Устройство синхронного вращения узлов фиксации эталонного и обрабатываемого валов размещено со стороны передней опоры 8 и включает в себя кинематическую передачу, соединяющую узлы 13 и 15 для фиксации эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов с соответствующим внешним приводом. В частности, при размещении приспособления на токарно-винторезном станке для вращения эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов можно использовать его электродвигатель. Кинематическая передача включает в себя центральную шестерню 17, закрепленную на валу 10, и размещенные на соответствующих плечах коромысла 11 промежуточные шестерни 18 и 19, соединяющие центральную шестерню с узлами 13 и 15 для фиксации эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов, и поводки 20 и 21 для передачи вращения эталонному и обрабатываемому кулачковым валам. Центральная шестерня имеет поводок 22 для присоединения к внешнему приводу. Для обеспечения синхронного вращения эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов можно использовать и иные передачи.

Приспособление для шлифования кулачкового вала оснащено поджимающим устройством, содержащим пружину 23, присоединенную к одному из коромысел, например к коромыслу 11, обеспечивающую поджатие эталонного кулачкового вала к опорному диску-копиру 5 и обрабатываемого кулачкового вала к шлифовальному кругу 3.

Шлифовальный круг 3 и опорный диск-копир 5 размещены в одной плоскости с двух сторон относительно эталонного 6 и обрабатываемого 7 кулачковых валов.

Плита 2, на которой закреплены шлифовальный круг с приводом вращения и свободно вращающийся опорный диск-копир, установлена на станине 1 с возможностью продольного перемещения относительно эталонного и обрабатываемого кулачковых валов. В частности, при размещении приспособления на токарно-винторезном станке плиту 2 можно закрепить на суппорте станка и перемещать плиту вдоль станины, используя привод суппорта.

Как показано на фиг.2 опорный диск-копир 5 и шлифовальный круг 3 установлены на столе так, что линия, проходящая через центр шлифовального круга 3 и ось вращения узла фиксации обрабатываемого кулачкового вала 7, параллельна линии, проходящей через центр опорного диска-копира 5 и ось вращения эталонного кулачкового вала 6. Это обеспечивает точное копирование профиля кулачков эталонного вала. Абсолютно строгое соответствие профиля обрабатываемого кулачка эталонному кулачку достигается при следующих условиях: D1=D2, h1=h2, L1=L2.

В оптимальном варианте предлагаемое изобретение устанавливается на действующем оборудовании, например на токарно-винторезном станке.

Вращение осуществляется от привода станка через центр-поводок, закрепляемый в патроне станка, взаимодействующий с поводком 22 центральной шестерни 17 кинематической передачи. Далее вращение передается через шестерни 18 и 19 и поводки 20 и 21 на эталонный 6 и обрабатываемый 7 кулачковые валы, обеспечивая их синхронное вращение.

Кулачки эталонного вала 6 прижимаются пружиной 23 к опорному диску-копиру 5 и обкатываются по его поверхности в процессе вращения вала 6. Кулачок 24 эталонного вала 6 придает коромыслу 11 колебательные движения относительно оси приспособления, приближая и отдаляя таким образом центр обрабатываемого кулачка 25 относительно вращающегося шлифовального круга 3 в соответствии с профилем кулачка 24 эталонного вала 6.

По окончании шлифования одного кулачка опорный диск-копир 5 и шлифовальный круг 3 перемещаются к следующему кулачку и таким образом шлифуются все кулачки обрабатываемого вала 7.

Данное приспособление полезно для мелкосерийных ремонтных предприятий, фермерских хозяйств и автосервисов, не имеющих дорогостоящего копировально-шлифовального оборудования.

Приспособление для шлифования кулачков распределительных валов может быть установлено на токарно-винторезных станках типа 16К20, 1К62 и др. Устройство может быть смонтировано также и на других видах серийных металлообрабатывающих станков.

Описание приспособления для шлифования кулачков приведено в качестве иллюстрации и ни в коей мере не ограничивает объема изобретения. Для конкретной реализации изобретения могут использоваться различные компоненты. В частности, в качестве устройств для фиксации кулачковых валов могут использоваться любые конические опоры или иные держатели, а для передачи вращения на кулачковые валы могут использоваться поводки. Для координации взаимного расположения кулачков эталонного вала и кулачков обрабатываемого вала можно использовать базовые элементы этих кулачков, например гнезда на торцах кулачковых валов.

1. Приспособление для шлифования кулачкового вала, содержащее первый функциональный модуль, включающий плиту, на которой закреплены шлифовальный круг с приводом вращения и свободно вращающийся опорный диск-копир, и второй функциональный модуль, включающий узлы фиксации эталонного кулачкового вала, узлы фиксации обрабатываемого кулачкового вала, устройство для синхронного вращения узлов фиксации эталонного и обрабатываемого валов и поджимающее устройство, обеспечивающее поджатие эталонного кулачкового вала к опорному диску-копиру и обрабатываемого кулачкового вала к шлифовальному кругу, отличающееся тем, что второй функциональный модуль снабжен передней и задней опорами, в которых с возможностью качания закреплен горизонтальный вал, на котором с двух сторон закреплены параллельные друг другу коромысла, при этом с одной стороны на концах коромысел размещены узлы фиксации эталонного кулачкового вала, а на противоположных концах коромысел размещены узлы фиксации обрабатываемого кулачкового вала, при этом устройство синхронного вращения узлов фиксации эталонного кулачкового вала и обрабатываемого кулачкового вала размещено на передней опоре и выполнено в виде кинематической передачи, связывающей узлы фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов с общим валом, выполненным с возможностью подключения к внешнему приводу, при этом шлифовальный круг и опорный диск-копир размещены в одной плоскости с двух сторон относительно устройства для крепления эталонного и обрабатываемого кулачковых валов.

2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено со станиной, на которой с возможностью продольного перемещения относительно эталонного и обрабатываемого кулачковых валов установлена плита первого функционального модуля и закреплены передняя и задняя опоры.

3. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что опорный диск-копир и шлифовальный круг установлены на плите так, что линия, проходящая через центр шлифовального круга и ось узла фиксации обрабатываемого кулачкового вала, параллельна линии, проходящей через центр опорного диска-копира и ось узла фиксации эталонного кулачкового вала.

4. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что упомянутая кинематическая передача включает в себя закрепленную на входном валу центральную шестерню, и размещенные на соответствующих плечах коромысла промежуточные шестерни, соединяющие центральную шестерню с узлами для фиксации эталонного и обрабатываемого кулачковых валов, и поводки для передачи вращения эталонному и обрабатываемому кулачковым валам.