устройство для базирования деталей типа колец подшипников

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЗИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ТИПА КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ, содержащее магнитный патрон, установленный на шпинделе, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности обработки, планшайба магнитного патрона расположена на вновь введенном имеющем возможность осевой осцилляции трубчатом сердечнике, установленном посредством упругой подвески, выполненной в виде мембранных пружин и втулок, на вновь введенном пальце, состоящем из двух частей, установленном на шпинделе и расположенном внутри трубчатого сердечника, при этом одна часть пальца и втулки, ближние к шпинделю, выполнены из магнитоизоляционного материала, а другая часть пальца и втулка, дальние от шпинделя, выполнены из магнитопроводного материала, при этом между втулкой из магнитопроводного материала и трубчатым сердечником образован зазор, а сердечник охвачен двумя электромагнитными катушками, одна из которых связана с источником переменного напряжения, а другая - с источником постоянного напряжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бесцентровой обработке различных поверхностей колец подшипников с осцилляцией последних в процессе обработки и может быть использовано по прямому назначению в подшипниковой промышленности.

Известно устройство для базирования и вращения деталей типа колец подшипников с помощью магнитного патрона на жестких опорах, приводимого во вращение от шпинделя, в котором установлена охватывающая магнитный патрон втулка, в свою очередь смонтированная с возможностью осцилляции в охватывающем втулку корпусе, закрепленном на бабке, во втулку ввернут диск с закрепленными на нем жесткими опорами, причем втулка и шпиндель выполнен осциллирующими совместно в осевом направлении, при этом шпиндель связан с магнитным патроном с помощью установленного между ними переходного элемента.

Устройство не обеспечивает ожидаемой от обработки на жестких опорах точности изделий, поскольку приведение в данном известном устройстве жестких опор в движение вместе с втулкой лишает возможности при обработке исключить перенос неточностей на обработанную поверхность. Кроме того частота осцилляции не может превышать 300 двойных ходов в минуту, так как велика приведенная масса осциллирующих элементов сумма масс шпинделя, переходного элемента, магнитного патрона, втулки, жестких опор, и наиболее привлекательна частота, достигающая десятков и сотен герц, так как именно при этой частоте достигается наибольшее повышение производительности ввиду предотвращения засаливания шлифовального круга.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для базирования и вращения деталей типа колец подшипников с помощью магнитного патрона, приводимого во вращение от шпинделя, в условиях осевой осцилляции кольца относительно неподвижно установленных на станке средств радиального базирования в виде жестких опор, вместе с узлом скрепленных между собой магнитного патрона и шпинделя или вместе с узлом, содержащим скрепленные между собой магнитный патрон, шпиндель и корпус бабки изделия [1]

Устройство обеспечивает высокое качество изделий, однако повышения производительности не достигается, так как устройство не может обеспечить частоты осцилляции большей чем 300 двойных ходов в минуту, тогда как предотвращение засаливания шлифовального круга может быть достигнуто при частоте от десятков до сотен герц, и соответственно повышение производительности.

Целью изобретения является повышение производительности обработки при сохранении качества за счет создания устройства, обеспечивающего возможность осцилляции изделия с частотой десятков и сотен герц, что уменьшает засаливание инструмента.

Цель достигается тем, что в устройстве для базирования и вращения деталей типа колец подшипников на жестких опорах с помощью магнитного патрона, приводимого во вращение от шпинделя в условиях осей осцилляции кольца относительно средств радиального базирования, планшайба установлена на вновь введенном имеющем возможность осевой осцилляции трубчатом сердечнике, подвешенном посредством мембранных пружин и втулок на вновь введенном пальце, выполненном частично из магнитоизоляционного, а частично из магнитопроводного материала, смонтированном внутри трубчатого сердечника на шпинделе, втулки на пальце, ближние к шпинделю, выполнены из магнитоизоляционного материала, а дальняя из магнитопроводного материала и ступенчатой формы с образованием воздушного зазора между периферией втулки и трубчатым сердечником, причем последний охвачен двумя электромагнитными подключенными к самостоятельным источникам тока катушками со своими магнитопроводами, при этом у первой магнитная связь выполнена одним полюсом с первой половиной планшайбы через воздушные зазоры, стенку трубчатого сердечника, ступенчатую втулку из магнитопроводного материала, часть пальца из магнитопроводного материала, другим полюсом непосредственно через воздушный зазор с второй половиной планшайбы, а у второй катушки магнитная связь замкнута через трубчатый сердечник, торец последнего, воздушные зазоры и торец шпинделя, находящийся против торца трубчатого сердечника.

Сравнение заявляемого изобретения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в области устройств для базирования и вращения деталей типа колец подшипников отличающие заявляемое изобретение от прототипа признаки не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 2 вид Б на фиг. 1 (жесткие опоры условно не показаны).

Устройство для базирования и вращения деталей типа колец 1 подшипников имеет средства радиального базирования в виде жестких опор 2, установленных непосредственно на основании 3 станка, а для осевого базирования служит магнитный патрон 4.

Устройство содержит шпиндель 5, имеющий торец 6, напротив которого установлен своим торцом с возможностью осевой осцилляции относительно шпинделя 5 трубчатый сердечник 8, подвешенный посредством двух мембранных пружин 9 и втулок 10 12 на пальце 13, жестко соединенном со шпинделем 5. Планшайба 14 жестко установлена на трубчатом сердечнике 8 и выполнена многополюсной, с промежутками между магнитопроводными частями. Палец выполнен частично (поз. 15) из магнитоизоляционного материала (например, латуни), а частично (поз. 16) из магнитопроводного (например, стали) и смонтирован внутри трубчатого сердечника 8. Втулки 10, 11 на пальце 13, ближние к шпинделю, выполнены из магнитоизоляционного материала (например, латуни), а дальняя 12 из магнитопроводного (например, стали) материала и ступенчатой формы с образованием воздушного зазора между периферией втулки 12 и трубчатым сердечником 8. Трубчатый сердечник 8 охвачен с воздушными зазорами двумя электромагнитными катушками 17, 18, установленными неподвижно в корпусе 19 из магнитопроводного материала, разделяющие и охватывающие стенки которого выполняют функцию магнитопроводов. Каждая из электромагнитных катушек 17, 18 подключена к самостоятельному источнику тока (не показаны). Первая катушка 18, ближняя к планшайбе 14, подключена к источнику постоянного тока. Вторая катушка 17, ближняя к шпинделю 5, подключена к источнику переменного тока (по величине и направлению или только по величине).

Магнитная связь первой катушки 18 осуществлена с планшайбой 14 следующим образом. Одним полюсом с первой половиной планшайбы 14 через воздушные зазоры, стенку трубчатого сердечника 8, втулку 12 из магнитопроводящего материала на пальце 13, часть 16 пальца 13 из магнитопроводящего материала. Другим полюсом катушка 18 магнитно связана непосредственно через воздушный зазор с второй половиной (см. фиг. 2) планшайбы 14. У второй катушки 17 магнитная связь замкнута через трубчатый сердечник 8, торец 7 последнего, воздушные зазоры и торец 6 шпинделя 5, находящегося против торца 7 трубчатого сердечника 8.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащее обработке изделие кольцо 1 подшипника качения ставят на жесткие опоры 2, осуществляющие радиальное базирование, и одновременно кольцо 1 своим торцом притягивается к торцу планшайбы 14.

Жесткие опоры 2 имеют который эксцентриситет (0,15.0,2 мм) по отношению к оси вращения шпинделя 5 станка. Притяжение кольца 1 обеспечено за счет замыкания через последнее постоянного по величине и направлению магнитного потока 20 от первой катушки 18, проходящего через воздушные зазоры, стенку трубчатого сердечника 8, ступенчатую втулку 12 из магнитопроводного материала, часть 16 пальца 13 из магнитопроводящего материала и первую половину планшайбы 14, через кольцо 1 и вторую половину планшайбы 14. При вращении шпинделя 5 станка вращается и планшайба 14 вместе с трубчатым сердечником 8, мембранными пружинами 9 и пальцем 13, посредством которых она установлена на шпинделе 5 станка, и соответственно планшайба 14 увлекает во вращение за собой за счет притяжения обрабатываемое кольцо 1.

Осцилляция кольца 1 вместе с планшайбой 14 и трубчатым сердечником 8 обеспечена за счет второй катушки 17, переменный по величине или по величине и направлению магнитный поток 21 которой замыкается через трубчатый сердечник 8, торец 7 последнего, воздушные зазоры и торец 6 шпинделя 5, находящийся против торца 7 трубчатого сердечника 8. Поскольку трубчатый сердечник 8 подвешен на мембранных пружинах 9, то переменный по величине или по величине и направлению магнитный поток 21 в воздушном зазоре между торцами 6,7 шпинделя 5 и трубчатого сердечника 8 вызывает осцилляцию трубчатого сердечника 8 относительно торца 6 неподвижного в осевом направлении шпинделя 5 станка. Таким образом кольцо 1 осциллирует вместе с планшайбой 14 и трубчатым сердечником 8. Поскольку общая масса осциллирующих элементов трубчатого сердечника 8, планшайбы 14 и кольца 1 весьма мала от десятков до сотен граммов, то частота осцилляции может составлять от десятков до сотен Герц. Наиболее приемлемой является промышленная частота 50 Гц или 100 Гц с преобразованием в пульсирующий ток, под эту частоту колебаний подбирают жесткость мембранных пружин 9 для получения резонансных явлений наибольшей амплитуды колебаний при наименьшем расходе энергии.

В итоге кольцо 1, увлекаемое планшайбой 14, совершает одновременно вращательное и возвратно-поступательное (с частотой в десятки или сотни Герц) движение по жестким опорам 21. При использовании устройства при шлифовальной обработке шлифовальный круг (не показан) имеет только вращательное движение и радиальную подачу в процессе шлифования. Поскольку осцилляция происходит с высокой частотой, режущие зерна круга относительно обрабатываемой поверхности кольца имеют, кроме движения с окружной скоростью относительные движения в поперечном вектору окружной скорости направлении шлифовальных зерен шлифовального круга, причем со скоростью, сопоставимой при указанной частоте с величиной окружной скорости шлифовальных зерен шлифовального круга, что существенно уменьшает засаливание круга и увеличивает производительность обработки в 1,5-2 раза при сохранении точностных характеристик обработанных колец.

Предлагаемое устройство изготовлено в виде опытного образца и проходит производственные испытания. Предварительные результаты испытаний указывают на достижение цели изобретения.