Станок для суперфинишной обработки желоба кольца шарикового подшипника

 

Союз Советских

Социалистических

Республик («) 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.. cBHll,-ву— (22) Заявлено 30.07.80 (21) 2967823/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

В 24 В 35/00

Гасударственные кемнтет

СССР (53) УДК 621.924..6 (088.8 ) Опубликовано 07.04.82. Бюллетень №13 Дата опубликования описания 17.04.82 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В . Г. Самаринов, .С. В. Цепото и Г. И. Нестеро

Ленинградское специальное конструкторское бю шлифовал ьного оборудования

- - 4ваавц (71) Заявитель (54) СТАНОК ДЛЯ СУПЕРФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ

ЖЕЛОБА КОЛЬЦА ШАРИКОВОГО ПОДШИПНИКА

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к станкам для суперфинишной обработки желебов колец шариковых подшипников.

Известен станок для обработки желоба 5 детали, содержащий инструментальную головку, поворотный узел радиальных опор, ось которого расположена между осью ведущего кольца и осью детали в позиции обработки, и охватывающий этот узел приводной элемент, выполненный в виде кольца и взаимодействующий с периферией обрабатываемой детали. Узел радиальных опор выполнен с возможностью поворота на фиксированный угол, при этом станок снабжен дополнительной инструментальной головкой, 15 двумя мерителями и каретками, причем каждая инструментальная головка с соответствующим ей мерителем установлена на .отдельной каретке, снабженной приводом подналадочного осевого перемещения. В станке предусмотрено устроиство для совмещения оси инструмента с .серединой желоба обра. батываемой детали, осуществляемого посредством лапок мерителей, связанных с приборами и приводами перемещения кареток и инструментальных головок (1).

Это устройство относительно сложно по конструкции и трудоемко в эксплуатации.

Известен также станок для суперфинишной обработки желоба кольца шарикового подшипника, содержащий гильзу со смонтированным в ней на подшипниках шпинделем изделия с плоским ведущим передним торцом, устройства радиального и осевого базирования кольца, суппорт с рабочей головкой, на валу качания которой закреплен держатель с инструментом, и средства для совмещения оси вала качания с центром профиля желоба кольца (2).

Это устройство не обеспечивает высокой точности совмещения оси вала качания с центром профиля желоба вследствие использования в качестве базы торца кольца, что снижает эксплуатационную надежность станка и ограничивает его технологические возможности.

Целью изобретения является повышение точности совмещения оси вала качания с центром профиля желоба и эксплуатацион918058 ной надежности и расширение технологических возможностей станка.

Эта цель достигается тем, что гильза установлена в аэростатической опоре с возможностью осевого перемещения, а устройство осевого базирования кольца снабжено компенсатором; выполненным в виде системы расположенных в плоскости оси шпинделя изделия и связанных между собой силовым элементом, например гидроцилиндром, рычагов, один из которых установлен с возможностью контакта с торцом кольца, а другойсо шпинделем изделия, при этом станок снабжен управляемым фиксатором, установленным с возможностью контакта с гильзой.

Рычаги компенсатора могут быть снабжены контактными роликами.

Шпиндель изделия может быть снабжен свободно вращающимся промежуточным элементом, торец которого расположен с возможностью контакта с одним из рычагов компенсатора.

Станок может быть снабжен установленными на противоположных торцах гильзы электроконтактными упорами ограничения хода.

На фиг. 1 представлен станок, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — модификация станка в исполнении для обработки наружного кольца шарикового подшипника, продольный разрез; на фиг. 4 — модификация одного из узлов станка на фиг. 3; на фиг. 5 разрез Б — Б на фиг,. 3.

В соосных расточках основания 1 станка жестко закреплены втулка 2 с фланцем 3 и гидравлический цилиндр 4 с крышками 5, штоком 6 и поршнем 7. В расточке втулки 2 установлена гильза 8, а в стенке этой втулки предусмотрены каналы 9, дроссели 10, к которым через штуцер 11 подведен сжатый воздух или жидкость. Каналы 9 и дроссели

l0 образуют собой аэростатическую опору гильзы 8.

В гильзе 8 на подшипниках качения 12 и 13 смонтирован полый шпиндель 14 изделия, на переднем конце которого закреплена сменная накладка 15 с плоским ведущим торцом, а на заднем — шкив 16, связанный ремнем 17 с приводом (не показан).

К торцам гильзы 8 примыкают фасонные фланцы 18 и 19, образующие с накладкой 15 и шкивом 16 лабиринтные уплотнения 20 и 21 для защиты подшипников 12 и 13 от пыли, грязи и отходов обработки. На противоположных торцах втулки 2 установлены упоры 22 и 23, а на гильзе 8,посредством винтов 24 и изоляционных элементов 25 закреплены пластины 26, несущие регулируемые электроконтактные упоры 27, последние связаны гибкими кабелями 28 с системой блокировки станка.

На переднем конце штока 6 установлена сменная оправка 29 с осевым каналом 30

1ф

1S

2S эв з$

4S

$0 и радиальными сверлениями (каналами) 31, в штоке 6 предусмотрен осевой канал 32, задний конец которого через штуцер 33 связан с источником,жидкости (не показан), например масла, под давлением. Оправка 29 снабжена центрирующим конусом 34, взаимодействующим с коническим. гнездом 35 упора

36, закрепленного на стойке 37, стойка 37 связана с основанием:1 и электрически изолирована относительно этого основания прокладкой 38. Шток 6 и стойка 37 связаны с системой блокировки станка посредством кабелей 39 и 40. Фланец 19 снабжен (фнг. 2) призматическим гребнем 41, а на основании

1 закреплен кронштейн 42, несущий установленные на осях — эксцентриках 43 ролики

44, взаимодеиствующие с гребнем 41. Ролики 44 предназначены для уменьшения трения и ограничения поворота гильзы 8. Каналы 9, дроссели 10, гребень 41 и ролики 44 являются средствами для совмещения оси вала качания с центром профиля желоба.

На основании 1 закреплены кронштейны

45, на которых установлен компенсатор 46, имеющий установленные на осях 47 и 48 рычаги 49 и 50. Рычаг 49 выполнен вильчатым и несет два ролика 51, взаимодействующих с установленным на оправке 29 и опирающимся на плоский торец накладками 15 обрабатываемым кольцом 52. С последним взаимодействует также закрепленный в держателе 53 на оси качания рабочей головки суппорта станка (не показаны) инструмент

54, в данном случае абразивный брусок. Рычаг 50 также выполнен вильчатым и несет два упора 55, взаимодействующих с торцом фланца 19, закрепленного на гильзе 8, несущей шпиндель изделия.

С рычагами 49 и 50 посредством осей 56 и 57 связаны шток 58 и крышка 59 силового элемента, например гидроцилиндра 60 простого действия, поршень 61 которого подпружинен упругим элементом 62; цилиндр 60 связан через штуцер 63 с гидросистемой станка.

На кронштейне 42 установлен регулируе-, мый упор-ограничитель 64, взаимодействующий с рычагом 50. В зоне выхода штока 58 цилиндра 60 из полости основания 1 в зону обработки предусмотрено уплотнение в виде резиновой диафрагмы 65, закрепленной посредством фланца 66. Рычаги 49 и 50 вместе с накладкой 15 образуют устройство осевого базирования кольца. Устройством радиального базирования является шток 6 с оправкой 29.

С гильзой 8 взаимодействует проходящий через отверстие 67 втулки 2 управляемый фиксатор 68, например плунжер гидравлического цилиндра (не показан) В исполнении станка (фиг. 3), предназначенном для обработки наружных колец шариковых подшипников, сменная накладка

15 и держатель 53 инструмента по форме несколько отличаются от одноименных эле918058 ментов станка, изображенном на фиг. 1, но по функции идентичны этим элементам; оправка 29 радиального базирования и связанные с ней элементы 4 — 7, 30 — 40 замены охватывающей кольцо обоймой 69, закрепленной в поворотном элементе, например рычаге или диске 70, связанном с основанием, например, посредством оси 71 и снабженном каналами 30 и 31, аналогичными по назначению одноименным каналам оправки 29. На рычаге 50 вместо упоров 55 установлены рблнки 72, взаимодействующие с задним торцом шпинделя 14 изделия.

В исполнении станка (фиг. 4) в расточке шпинделя 14 изделия на подшипниках

73 установлен свободно, вращающийся промежуточный элемент, например валик 74; 1$ с его торцом взаимодействует конец рычага 50, который в данном случае может быть выполнен прямым.

Шкив 16, ступица 75 которого закреплена посредством шпонки 76 на шпинделе, 14 изделия (фиг. 1, 3 и Ь), выполнен с перфорацией 77 в ободе, а фасонный фланец 19 снабжен карманами 78 и 79, обращенными к внутренней поверхности шкива 16. На основании 1 посредством штока 80, пружины

81 и направляющего пальца 82 смонтирован тормозной башмак 83 с фрикционной накладкой 84. Карманы 78 и 79 соединены (фиг. 5) патрубками 85 и 86 с каналами 87 и 88 распределителя 89, например, поворотного с секторным запираюшим элементом

90; распределитель 89 связан посредством >4 канала 91 с магистралью сжатого воздуха.

Станок работает следующим образом.

Кольцо 52 базируется в радиальном.направлении по оправке 29; при этом свободное вращение кольца обеспечивается жидкостной подушкой в разделяющем кольцо

52 и оправку 29 зазоре питаемой жидкостью через штуцер 33 и каналы 32, 31 и 30 и приводится во вращение торцом сменной накладки 15, к которой кольцо 52 прижато роликами 51. ае

Цилиндр 4, левая полость которого связана с напорной магистралью гидросистемы, удерживает шток 6 и оправку 29 в крайнем правом положении, конус 34 оправки прижат к конической поверХности гнезда 35 упора 36 и жестко фиксирует оправку 29 в радиальном направлении, При этом электрическая цепь блокировки, образованная элементами 6, 29, 36 и 37 и кабелями 39 и 40, передает разрешающий еиг- so нал для осуществления обработки желоба кольца 52 инструментом 54. Во время обработки гильза 8 неподвижно закреплена во втулке 2 управляемым фиксатором 68; что исключает смешение шпинделя 14 . с накладкой 15 и кольца 52 в осевом на- правлении. Шпиндель изделия приводится во вращение посредством ремня 17, взаимодействующего со шкивом 16, при этом воз дух из магистрали поступает через канал 91 в распределитель 89 и подается через канал 88 и патрубок 86 в карман 79 и далее через перфорации 77 на наружную поверхность шкива 16; между шкивом 16 и накладкой 84 башмака 83 возникает воздушная подушка, отжимающая башмак 83 от шкива

16. Прижатие роликов 51 к торцу кольца

52 обеспечивается цилиндром 60, в который через штуцер 63 подается., сжатый воздух или жидкосгь из гидросистемы под давлением, при этом цилиндр 60 посредством осей

56 и 57 стягивает рычаги 49 и 50, первый из которых взаимодействует упорами 55 через фланец 19 и гильзу 8 со шпинделем 14 изделия, а второй — роликами 51 с кольцом 52.

После завершения обработки кольца 52 отводят инструмент 54 от желоба и поворачивают запирающий элемент 90 распределителя 89, открывая канал 87 и перекрывая канал 88. Воздух по патрубку 85 поступает в карман 79 и далее через перфорации обода шкива 16 на его наружную поверхность, создавая между шкивом 16 и ремнем 17 воздушную подушку. Последняя отжимает ремень от шкива, одновременно отключение подачи воздуха в карман 79 вызывает исчезновение воздушной подушки между шкивом 16 и накладкой 84, последняя действием пружины 81 прижимается к шкиву 16 и останавливает шпиндель 14 изделия. Далее соединяют штуцер 63 цилиндра 60 со. сливом, пружина 62 .раздвигает рычаги 49 и 50, отводя ролики 51 от торца кольца 52 и устанавливая рычаг 50 на упор 64, затем подают давление в правую полость цилиндра 4, шток 6 отходит влево и оправка 29 втягивается в полость шпинделя 14 изделия, освобождая готовое кольцо 52. которое снимают со станка и заменяют очередной заготовкой, после чего снова подают давление в левую полость цилиндра 4. Шток б и оправка 29 идут вправо, при посадке конуса 34 в гнездо 35 замыкается цепь блокировки, что является разрешающим сигналом для выполнения последуюших действий. Фиксатор 68 отводят и через штуцер 11, каналы 9 и дроссели 10 подают сжатый воздух в зазор между внутренней поверхностью втулки 2 и наружной поверхностью гильзы 8, образуя в этом зазоре воздушную подушку. Одновременно через распределитель 89, каналы 87 и 88 и патрубки 85 и 86 подают воздух в карманы

78 и 79, при этом воздушные подушки отводят от пхкива 16 ремень 17. и тормозной башмак 83 с накладкой 84, так что ремен; ный привод и тормоз не препятствуют перемещению гильзы 8 и шпинделя 14 изделия вдоль оси последнего, воздушная подушка в зазоре между втулкой 2 и гильзой 8 обеспечивает возможность перемещений последней с близким к нулю трением на расстояние, заданное регулировкой винтовых упоров 27 и соответствующее допуску на расстояние между базовым торцом и желобом

918058 заготовки кольца 52. Гребень 41 и ролики 44 исключают проворачивание гильзы 8 во втулке 2. Далее подают давление через штуцер 63 в цилиндр 60, который стягивает рычаги 49 и 50, прижимая кольцо 52 роликами 5l к накладке 15, при этом усилия, передаваемые на гильзу 8 и шпиндель 14 изделия рычагом 50 через упоры 55 и фланец 19, а также рычагом 49 через ролики 51 кольцу

52, взаимно компенсируются так, что гильза 8 и перечисленные выше элементы, связанные с гильзои, в том числе кольцо 52, 10 могут свободно смещаться вдоль оси шпинделя изделия вместе с ним.

Далее подводят инструмент 54 к желобу кольца 52, при этом кольцо и связанные с ним элементы смещаются в осевом направлении до совмещения центра профиля инструмента 54 с осью желоба кольца 52, после чего фиксатор 68 зажимает гильзу 8 во втулке 2, и происходит обработка желоба.

Если очередная заготовка не укладывается в поле допуска по расстоянию между базовым торцом и осью желоба, один из упоров 22, 23 набегает на соответствующий электроконтактный упор 27 и замыкается цепь; в систему блокировки станка подается сигнал запрета обработки; бракованная заготовка снимается со станка, что может быть осуществлено автоматически или оператором, и заменяется очередной заготовкой.

В исполнении по фиг. 3 станок работает 36 аналогично, за исключением того, что для замены готового кольца 52 очередной заготовкой после отвода инструмента 54 в радиальном и его вывода из кольца в осевом направлениях и отвода роликов 51 обойму

69 выводят из зоны обработки поворотом

3s рычага или диска 70 относительно оси 71 в зону загрузки, где готовую деталь снимают и устанавливают очередную заготовку. Кроме того, ролики 72 в этом исполнении взаимодействуют непосредственно с 4о задним торцом шпинделя 14 изделия, и силовая цепь компенсации усилий рычагов 49 и 50 компенсатора замыкается через кольцо 52, накладку 15 и шпиндель 14 изделия, тем самым подшипники 12 и 13 шпинделя изделия разгружены от осевых усилий при4S жатия кольца 52 к торцу накладки 15, что повышает стойкость этих подшипников.

В исполнении станка (фиг. 4) ролики 72 заменены валиком 74, установленным в шпин- 3р деле изделия на подшипниках 73; это также обеспечивает исключение подшипников 12 и !3 шпинделя изделия из силовой цепи механизма прижатия кольца 52 к торцу накладки 15.

Возможны модификации конструкции станка, например замена цилиндра двойного действия 4 цилиндром простого действия и пружиной, замена роликов 44 аэростатической направляющей, осуществление взаимодействия рычага 50 со шкивом 16 через упорный подшипник и так далее.

Технико-экономическая эффективность этого станка для суперфинишной обработки желобов колец шариковых подшипников заключается в повышении точности совмещения оси вала качания с центром профиля желоба и расширении технологических возможностей станка, причем благодаря снабжению гильзы дополнительными электроконтактными упорами ограничения хода, связанными с системой блокировки станка, обеспечивается повышение эксплуатационной надежности станка и дополнительно повышается качество обработанных колец.

Конструкция станка существенно упрощает управление совмещением оси вала качания с центром желоба кольца за счет использования аэростатической опоры и применения инструмента в качестве толкателя, что снижает трудоемкость обслуживания станка.

Формула изобретения

1. Станок для суперфинишной обработки желоба кольца шарикового подшипника, содержащий гильзу со смонтированным в ней на подшипниках шпинделем изделия с плоским ведущим передним торцом, устройство радиального и осевого базирования кольца, суппорт с рабочей головкой, на валу качания которой закреплен держатель с инструментом, и средства для совмещения оси вала качания с центром профиля желоба кольца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности совмещения оси вала качания с центром профиля желоба, эксплуатационной надежности и расширения технологических возможностей станка, гильза установлена в аэростатической опоре с возможностью осевого перемещения, а устройство осевого базирования кольца снабжено ком пенс атором, выполненным в виде системы расположенных в плоскости оси шпинделя изделия и связанных между собой силовым элементом, например гидроцилиндром, рычагов, один из которых установлен с возможностью контакта с торцом кольца, а другой — со шпинделем изделия, при этом станок снабжен управляемым фиксатором, установленным с возможностью контакта с гильзой.

2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что рыча и компенсатора снабжены контактными роликами.

3. Станок по п. 1, отличающийся тем, что шпиндель изделия снабжен свободно вращающимся промежуточным элементом, торец которого расположен с возможностью контакта с одним из рычагов компенсатора.

4. Станок по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленными на проти. 918058

l0 воположных торцах гильзы электроконтактными упорами ограничения хода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 552180, кл. В 24 В 19/06, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 2833809/25-08, кл. В 24 В 14/06, 1979.

918058

Б-б

17

Составитель Н. Ермакова

Редактор Н. Багирова Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 1983 18 Тираж 882 Поднисное

5НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4