устройство для установки и вращения деталей типа кольцо

Формула изобретения

Устройство для установки и вращения деталей типа кольцо, содержащее станину, корпус со шпинделем, упорный и опорные элементы, привод прижима и траверсу с торцевым прижимом, отличающееся тем, что траверса с торцевым прижимом жестко связана с корпусом шпинделя, смонтированным на станине с возможностью осевого перемещения, а опорные элементы неподвижно установлены на станине, при этом упорный элемент расположен на торце шпинделя, размещенного в корпусе с возможностью поступательного перемещения посредством привода прижима.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке дорожек качения колец подшипников преимущественно методом суперфиниширования.

Известие устройство для установки и вращения деталей типа кольцо, содержащее шпиндель, снабженный упорным элементом, электромагнитный патрон и опорный элемент (патент СССР N 1802788, кл. В 24 В 19/06, 1993, БИ N 10). В процессе обработки кольцо базируют обрабатываемой поверхностью на наружный диаметр опорных роликов. По торцу кольцо прижимают к поверхности вращающегося шпинделя с помощью электромагнитного патрона. При этом шпиндель устанавливают на подшипник и размещают во втулке с зазором, что обеспечивает ему свободное осевое перемещение на некоторую минимальную величину, а на поверхность наносят концентратор из магнитного материала. Включают электромагнит, и кольцо вместе со шпинделем перемещается в осевом направлении до совпадения оси дорожки качения с осью инструмента. Таким образом устройство позволяет управлять установкой кольца в процессе обработки дорожки качения с осью инструмента.

К недостаткам электромагнитного зажима относится ограниченное усилие прижима кольца к шпинделю, которое зависит от силы тока в обмотке электромагнита. Так, при обработке колец подшипников большого диаметра необходимо брать и более сильный электромагнит, а он в свою очередь стягивает кольцо с вращающихся опор. Не исключено также и проворачивание кольца, вследствие чего по торцу кольца появляются задиры. Качество обработки снижается. Кроме того, кольцо обладает остаточным магнетизмом. Металлические частицы, прилипая после обработки к поверхности, ухудшают условия дальнейшей обработки. Поэтому кольцо желательно размагнитить.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому относится устройство для установки и вращения детали типа кольцо, описанное в патенте США N 2646652, кл. 51-103, 1951. Шлифовальный станок и способ шлифовки. Устройство содержит шпиндель, который закреплен в корпусе, установленном на станке. Шпиндель несет обрабатывающий инструмент. Для передачи вращения обрабатываемое кольцо базируют по торцу на ведущей опорной поверхности с помощью двух прижимных роликов. Ролики закреплены на оправке и установлены в кронштейне на станине. Станок содержит также привод, с помощью которого ролики приводятся в движение и прижимают деталь в процессе обработки и отводят после окончания обработки, и пару опорных элементов, выполненных в виде роликов для базирования кольца по наружному диаметру.

К недостаткам прототипа относится то, что прижимные элементы установлены по отношению друг к другу и по отношению к обрабатываемому кольцу под углом с возможностью вращения за счет привода от электродвигателя. От непараллельности осей прижимных элементов при их вращении возникает аксиальная сила, усилием от которой прижимают кольцо к упорной поверхности шпинделя. Это ведет к быстрому износу подшипников шпинделя. Погрешность их изготовления передается на обрабатываемую поверхность и не позволяет получить необходимое качество обработки желобов колец подшипников, которое достигается с помощью суперфиниширования. Кроме того, аксиальная сила возникает в результате вращения прижимных элементов, не обеспечивает необходимого прижатия кольца к шпинделю, т.к. скорость резания при шлифовке больше, а силы резания меньше, чем при суперфинишировании. Указанное выше не позволяет управлять установкой кольца в процессе его обработки и сужает технологические возможности устройства.

Целью изобретения является обеспечение возможности регулировки установкой кольца в процессе его обработки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для установки и вращения деталей типа кольцо, как и в прототипе, содержит станину, корпус со шпинделем, упорный и опорные элементы, привод прижима и траверсу с торцовым прижимом. Отличием от прототипа является то, что траверса с торцовым прижимом жестко связана с корпусом шпинделя, смонтированным на станине с возможностью осевого перемещения, а опорные элементы неподвижно установлены на станине, при этом упорный элемент расположен на торце шпинделя, размещенного в корпусе с возможностью поступательного перемещения посредством привода прижима. В процессе работы устройства, перемещая шпиндель вдоль оси, кольцо прижимают планшайбой к прижимным роликам. Закрепление вращающихся торцовых прижимов на корпусе шпинделя, который установлен с возможностью осевого перемещения относительно опорных роликов, закрепленных на станине жестко, позволяет осуществить подстройку оси дорожки качения под ось опорного элемента, совпадающую с осью обрабатывающего инструмента, а изменяя давление в пневмосистеме от О до 6 кг, регулировать усилие зажима кольца между планшайбой и прижимными роликами и, таким образом, управлять установкой кольца в процессе обработки. Так, при установке кольца на опорные ролики со смещенной осью симметрии торцовая поверхность кольца смещается на некоторую величину к шпинделю или от шпинделя. Затем за счет свободного перемещения в осевом направлении в станине корпус шпинделя вместе с прижимным элементом подплывает к кольцу и ось дорожки качения совмещается с осью опорных роликов, которая в свою очередь совмещена с осью доводника. Качество обработки повышается за счет снижения погрешности базирования, а это дает возможность использовать устройство для суперфинишной обработки колец подшипников. Технологические возможности устройства расширяются. Конструкция устройства упрощается, т.к. отпадает необходимость в дополнительном приводе прижимных элементов. При этом в качестве вращающегося торцового прижима могут быть два ролика, расположенные вдоль оси шпинделя оппозитно относительно опорного элемента.

На фиг. 1 схематично показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 то же, вид спереди.

Предлагаемое устройство для установки и вращения деталей типа кольцо содержит станину 1, корпус 2 со шпинделем 3, на торце которого расположена планшайба 4, пару опорных роликов 5, неподвижно установленных на станине, траверсу 6, которая жестко связана с корпусом и несет пару прижимных роликов 7. При этом корпус с помощью линейного подшипника 8 установлен на плите 9, а шпиндель размещен на гильзе 10, которая в свою очередь установлена в корпусе с возможностью поступательного перемещения с помощью пневмопривода 11.

Работа устройства.

При шлифовании дорожки качения внутреннее кольцо подшипника 12 базируют обрабатываемой поверхностью на наружный диаметр опорных роликов 5 с радиусом обрабатываемой поверхности и ось инструмента 13 настраивают по оси опорных роликов. При обработке внутренней поверхности дорожки качения наружное кольцо подшипника устанавливают на опорные ролики наружным диаметром по ранее обработанной поверхности, а инструмент предварительно заправляют по форме дорожки качения и устанавливают на обрабатываемую поверхность. Затем с помощью пневмопривода 11 шпиндель 3 приводят в движение вдоль оси. Кольцо 12 зажимают по торцу к планшайбе 4 с помощью торцовых прижимных роликов 7. При этом вращение от шпинделя 3 передается на кольцо посредством сил трения, возникающих между торцами кольца и планшайбой.

При опускании инструмента 13 в желоб кольца и при наличии смещения оси дорожки качения относительно оси опорных роликов 5 корпус 2 вместе с прижимными роликами 7 совершает осевое перемещение на линейном подшипнике 8 и осуществляет самоподстройку осей. После окончания работы шпиндель 3 останавливают. С помощью пневмопривода 11 отводят гильзу 10 со шпинделем 3 и кольцо убирают и заменяют на другое. Для перегрузки колец используют манипулятор (не показан), который крепят на станине 1. В процессе обработки захват манипулятора удерживает кольцо в зоне обработки до момента зажатия кольца между планшайбой 4, прижимными роликами 7 и осуществляет перегрузку колец.