механизм привода шлифовального круга

Формула изобретения

Механизм привода шлифовального круга, содержащий приводной вал и фланец со шлифовальным кругом, установленный с возможностью вращения, отличающийся тем, что он снабжен установленным коаксиально приводному валу полым шпинделем с расположенной под углом к его оси вращения шейкой, несущей фланец со шлифовальным кругом, имеющим сферическую наружную поверхность, и механизмом привода вращения полого шпинделя, выполненным в виде волновой передачи, состоящей из установленного на приводном валу генератора волн, неподвижного жесткого колеса с внутренним зацеплением и гибкого колеса, неподвижно связанного посредством шлицевого соединения с полым шпинделем, при этом приводной вал для передачи вращения шлифовальному кругу связан с его фланцем посредством гибкого или карданного соединения, промежуточного вала и крышки, а угол наклона шейки полого шпинделя составляет

=arcsin(В/D),

где D - диаметр сферической поверхности шлифовального круга, мм;

В - высота шлифовального круга, мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в конструкциях шлифовальных станков и оснастки.

Известен привод шлифовального круга, содержащий установленную с возможностью осцилляции на шейке приводного вала, планшайбу с расположенным на ней корпусом шлифовального круга и торцовый кулачковый механизм осцилляции планшайбы, связанный с отдельным приводным шкивом, расположенным соосно планшайбе, причем кулачковый механизм имеет наклонный опорный элемент и контактные ролики /1/.

Этот привод не обеспечивает повышенное качество обработки, так как зерна круга работают главным образом передними гранями.

Известен также привод шлифовального круга, содержащий установленную с возможностью осцилляции на шейке приводного вала планшайбу с расположенным на ней корпусом шлифовального круга и торцовый кулачковый механизм осцилляции планшайбы, связанный с отдельным приводным шкивом, расположенным соосно планшайбе, причем шейка приводного вала и сопряженная с ней поверхность планшайбы выполнены сферическими, а корпус расположен симметрично относительно сферы шейки /2/.

Этот привод весьма усложнен и требует дополнительного двигателя для привода механизма осцилляции планшайбы. Кроме того, сопрягаемые подвижные узлы (механизм осцилляции и крепление круга на сферической шейке) быстро изнашиваются из-за больших инерционных сил. Это приводит к уменьшению жесткости конструкции привода, появлению люфтов и зазоров в сопрягаемых деталях и невозможности размерной обработки, что снижает качество обрабатываемой поверхности.

Задача изобретения - обеспечение возможности повышения качества обработки, надежности и упрощение конструкции механизма привода и технологичности его изготовления.

Эта задача решается с помощью предлагаемого механизма привода шлифовального круга, содержащего приводной вал и фланец со шлифовальным кругом, установленный с возможностью вращения, при этом он снабжен установленным коаксиально приводному валу полым шпинделем с расположенной под углом к его оси вращения шейкой, несущей фланец со шлифовальным кругом, имеющим сферическую наружную поверхность, и механизмом привода вращения полого шпинделя, выполненным в виде волновой передачи, состоящей из установленного на приводном валу генератора волн, неподвижного жесткого колеса с внутренним зацеплением и гибкого колеса, неподвижно связанного посредством шлицевого соединения с полым шпинделем, при этом приводной вал для передачи вращения шлифовальному кругу связан с его фланцем посредством гибкого или карданного соединения, промежуточного вала и крышки, а угол наклона шейки полого шпинделя составляет:

= аrcsin (B/D),

где D - диаметр сферической поверхности шлифовального круга, мм;

B - высота шлифовального круга, мм.

На фиг. 1 показана конструкция предложенного механизма привода шлифовального круга; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема шлифования с использованием механизма.

Механизм привода шлифовального круга содержит корпус 1, в котором на подшипниках 2 установлен полый шпиндель 3. С шпинделем 3 шлицевым соединением связано гибкое колесо 4 волновой передачи, которое входит в зацепление с неподвижным колесом 5 с внутренними зубьями. На приводном валу 6 закреплен кулачковый генератор волн 7. Он установлен подвижно с целью компенсации отклонения от соосности кинематических звеньев волновой передачи. Генератор волн 7 состоит из ступицы 8, обода 9, упругой резиновой втулки 10, привулканизированной к ступице и ободу, и напрессованного специального гибкого подшипника качения 11 (ГОСТ 23179 - 78). Колесо 5 с внутренним зацеплением неподвижно закреплено в корпусе 1 с помощью штифта 12 и крышки 13.

Выходной конец шпинделя 3 - шейка 14 имеет ось, которая наклонена под углом к общей оси шпинделя 3.

На шейке 14 на подшипниках 15 на фланце 16 установлен шлифовальный круг 17, рабочая поверхность которого выполнена сферической диаметром D. Гайкой 18 шлифовальный круг 17 закреплен на фланце 16. Последний жестко связан с промежуточным валом 19 с помощью крышки 20 и гайки 21.

Промежуточный вал 19 гибким (карданным) соединением 22 связан с приводным валом 6. Приводной вал 6 установлен в подшипниках 23 и 24 соответственно в крышке 13 и полой шейке 14 шпинделя 3.

Механизм привода шлифовального круга работает следующим образом.

При сообщении вращения приводному валу 6 через гибкое (карданное) соединение 22 вращение передается промежуточному валу 19, а от него - крышке 20 и шлифовальному кругу 17, который свободно вращается на шейке 14 шпинделя 3. Одновременно через генератор волн 7 вращение передается гибкому колесу 4 и шпинделю 3, на выходной шейке 14 которого установлен шлифовальный круг 17.

Так как ось шейки 14 наклонена под углом к общей оси шпинделя 3, а гибкое (карданное) соединение 22 расположено в центре шлифовального круга 17, ось последнего совершает движение по образующей конуса с вершиной в центре шлифовального круга.

Геометрический центр О шлифовального круга (фиг. 4) располагают по оси приводного вала и оси шпинделя ввиду коаксиального расположения последних. Ось шлифовального круга устанавливают под углом к общей оси шпинделя.

Рабочую периферийную поверхность шлифовального круга 17 выполняют сферической с диаметром сферы D. Величину угла выбирают из соображений равномерного износа всей периферийной рабочей поверхности круга и определяют из соотношения

= arcsin (B/D),

где B - высота шлифовального круга.

Механизм привода работает следующим образом. При сообщении вращения приводному валу 6 через гибкое (карданное) соединение 22 вращение передастся промежуточному валу 19, а от него - крышке 20 и шлифовальному кругу 17, который свободно вращается на шейке 14 шпинделя 3.

Одновременно через генератор волн 7 вращение передается гибкому колесу 4, которое, обкатываясь по неподвижному колесу 5, приводит во вращение шпиндель, на выходном конце 14 которого установлен шлифовальный круг 17.

Так как ось выходного конца-шейки 14 наклонена под углом к общей оси шпинделя 3, а гибкое (карданное) соединение 22 расположено в центре шлифовального круга 17, ось последнего совершает движение по образующей конуса с вершиной в центре О шлифовального круга.

Установка оси шлифовального круга под углом к обрабатываемой плоскости и оси шпинделя инструмента с помощью предлагаемого механизма позволяет изменять угол положения абразивных зерен относительно обрабатываемой поверхности.

Зерна становятся под разными углами к поверхности резания при различном угловом положении шлифовального круга. Механизм позволяет реализовать принцип неповторяемости следа, где последующие абразивные зерна не попадают в ранее прорезанные риски-царапины предыдущих зерен. Это повышает качество и эффективность обработки, так как все режущие зерна вращаются в различных непараллельных плоскостях и работают как передними, так и боковыми гранями.

Предлагаемый механизм создает благоприятные условия резания и самозатачиваемости инструмента. Процесс обработки виброустойчив, гарантирует минимальный нагрев заготовки благодаря осцилляции зоны резания в продольном направлении.

Механизм обеспечивает пересечение траектории движения шлифовального круга с направлением исходной шероховатости, что обуславливает сетку следов и характер микрогеометрии как при хонингованин, шлифохонинговании с наложением вибраций.

Использование механизма привода шлифовального круга повышает производительность обработки минимум в 2 раза, позволяет исключить операции получистового шлифования благодаря улучшению шероховатости поверхности на 1-2 класса, при этом расход абразивного инструмента снижается на 25%.

Источники информации

1. А.с. СССР N 672001, кл. B 42 B 47/00, 1977.

1. А.с. СССР N 1054034, кл. B 24 B 47/04, 1983 - прототип.