способ круглого шлифования длинномерных изделий и люнет

Формула изобретения

1. Способ круглого шлифования длинномерных изделий, включающий установку изделия в центра, базирование изделия на основные опоры люнета, приведение изделия во вращение и обработку поверхности вращения инструментом, отличающийся тем, что в начале каждого технологического прохода стол с изделием устанавливают в крайнее положение, затем изделие приводят во вращение, производят поперечную подачу инструмента и на обрабатываемой поверхности образуют поясок глубиной 5-50 мкм, после чего изделие пояском базируют на опоры люнета и выполняют обработку поверхности при гарантированном прижиме изделия к основным опорам люнета, причем величину усилия прижима выбирают в зависимости от жесткости обрабатываемого изделия при условии исключения деформаций, при необходимости обработку повторяют.

2. Люнет для круглого шлифования длинномерных изделий, содержащий установленный на столе станка корпус с двумя основными опорами, одна из которых горизонтальная, отличающийся тем, что в него дополнительно введена плавающая опора, обеспечивающая гарантированный прижим изделия к основным опорам люнета и состоящая из прижима, связанного с механизмом его натяга, при этом прижим установлен с возможностью радиального перемещения относительно оси вращения детали и расположен в корпусе люнета со стороны, противоположной основным опорам, а величина усилия, гарантирующего прижим изделия к основным опорам, выбрана в зависимости от жесткости обрабатываемого изделия из условия исключения деформаций, причем горизонтальная опора содержит самоустанавливающуюся опору, число ступеней и параметры - углы которой выбраны из условия минимизации влияния некруглости на стабильность положения оси вращения изделия.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к области станкостроения, а именно к шлифованию, и могут быть использованы для круглого шлифования длинномерных и тонких изделий типа валков, установленных в центрах.

Известен способ обработки поверхности изделия типа колец и люнет (RU №2145917, В 23 В 1/00, В 24 В 1/00, B 23 Q 1/76, 22.02.1999). Способ обработки поверхности вращения изделия включает базирование изделия на, по крайней мере, один люнет, приведение изделия во вращение и обработку поверхности вращения инструментом, по меньшей мере, за два этапа, на первом из которых на изделии образуют вспомогательный поясок, а на втором - ведут обработку поверхности вращения с базированием в люнете по вспомогательному пояску, и отличается тем, что при образовании вспомогательного пояска изделие базируют по подлежащей обработке поверхности вращения, при этом для базирования используют люнет с самоустанавливающимися опорами. Люнет содержит корпус с основными опорами в виде призм и, по крайней мере, одну вспомогательную опору для компенсации веса и отличается тем, что он снабжен ползуном и коромыслом, установленным в корпусе люнета с возможностью поворота вокруг оси и вертикального перемещения, причем основные опоры шарнирно установлены на осях на концах коромысла, а вспомогательная опора выполнена в виде аналогичной призмы и смонтирована на ползуне шарнирно или неподвижно, причем ползун расположен под углом к вертикали и установлен с возможностью линейного перемещения в корпусе люнета.

Известен способ камерной абразивной обработки и устройство для его осуществления (RU №2218262 В 24 В 31/10, 18.03.2002). Изобретения предназначены для шлифования и полирования длинномерных гладких валов, червяков, шнеков. Согласно изобретению создают переменное по длине камеры давление абразива на обрабатываемую поверхность и сообщают камере принудительное циклическое перемещение вдоль оси детали. Режимы обработки зависят от типа обрабатываемых деталей.

При обработке шлифовальным кругом длинномерных изделий в центрах, например, длинномерных валков недостаточная жесткость изделия, непрямолинейность его оси вызывает нестабильность сил резания при вращении изделия, что приводит к нарушению геометрической точности обработанной поверхности (бочкообразность, некруглость). Кроме того, падает производительность, так как при обработке подобных изделий для получения заданной геометрической точности необходимо осуществлять многократные проходы.

Для решения этой задачи применяются дополнительные опоры - люнеты, которые устанавливают между центрами.

Известен люнет (RU №2179916 В 23 Q 1/76, 09.02.2000). Он используется на металлорежущих станках при обработке нежестких деталей для повышения точности центрирования заготовок. Люнет содержит связанные между собой посредством реечно-шестеренного механизма ползун и реечный ползун. На ползунах закреплены четыре роликовые опоры. Люнет содержит также узел точной настройки роликовых опор.

Известен люнет шлифовального станка (RU №2008164 В 23 Q 1/24, 30.01.1992). Он используется при круглом шлифовании изделий, подвергающихся косому изгибу вследствие их неоднородной жесткости в поперечном сечении, например, при шлифовании шеек коленчатого вала. Люнет содержит два взаимосвязанных рычага, установленные с возможностью перемещений, несущие губки, воздействующие на шлифуемую шейку. Подвод обеих губок осуществляется одним механизмом подачи; второе плечо рычага, несущего нижнюю губку, также опирается на регулировочный винт. Подвод боковой губки к шейке вынуждает подводиться и нижнюю губку.

Описанные выше известные решения частично решают задачу устранения бочкообразности и повышения производительности и недостаточно эффективно уменьшают некруглость, вызванную непрямолинейностью оси изделия.

Задачи, которые решены изобретениями, состоят в повышении круглости длинномерных изделий при круглом шлифовании изделий (типа валков), установленных в центрах, и повышении производительности обработки.

Поставленные задачи решены следующим образом. Способ круглого шлифования длинномерных изделий включает установку изделия в центры, базирование изделия на основные опоры люнета, приведение изделия во вращение и обработку поверхности вращения инструментом и отличается тем, что в начале каждого технологического прохода стол с изделием устанавливают в крайнее положение, затем изделие приводят во вращение, производят поперечную подачу инструмента и на обрабатываемой поверхности образуют поясок глубиной 5-50 мкм, после чего изделие пояском базируют на основные опоры люнета и выполняют обработку поверхности при гарантированном прижиме изделия к основным опорам люнета, причем величину усилия прижима выбирают в зависимости от жесткости обрабатываемого изделия при условии исключения всех его деформаций, при необходимости обработку повторяют.

Люнет содержит корпус с двумя основными опорами, одна из них горизонтальная, и отличается тем, что корпус люнета установлен на станине, дополнительно введена плавающая опора, обеспечивающая гарантированный прижим изделия к основным опорам люнета, при этом упомянутая опора состоит из прижима с площадкой, связанного с механизмом его натяга. Прижим установлен с возможностью радиального перемещения относительно оси вращения детали и расположен в корпусе люнета на стороне, противоположной основным опорам, причем величину усилия прижима выбирают в зависимости от жесткости обрабатываемого изделия при условии исключения всех его деформаций. Горизонтальная опора представляет собой самоустанавливающуюся опору, число ступеней и параметры (углы) которой выбирают из условия минимизации влияния некруглости на стабильность положения оси вращения изделия.

Предлагаемые изобретения поясняются рисунками. На фиг.1 приведена конструкция люнета, на фиг.2 - вид станка сверху при шлифовании изделия, на фиг.3 - конструкция люнета с самоустанавливающейся опорой.

Станок для обработки длинномерного изделия содержит неподвижную станину 1, на которой на направляющих продольно подвижно установлен стол 2. Обрабатываемое изделие (валок) 3 устанавливают в центры передней и задней бабок, расположенных на столе, дополнительно базируют в основных опорах люнета, шлифование производят шлифовальным кругом 4. Люнет устанавливают неподвижно на станине 1 напротив шлифовального круга.

Люнет представляет собой корпус 5, в котором смонтированы основные опоры - центральный (горизонтальный) 6 и нижний 7 ползуны, установленные с возможностью горизонтального перемещения. Центральный ползун 6 расположен напротив шлифовального круга. Нижний ползун 7 контактирует с рычагом 8, который установлен на корпусе 5 с возможностью углового поворота относительно оси параллельной оси изделия. На центральном ползуне 6 установлена неподвижная опорная площадка 9 или самоустанавливающаяся опора 13 (фиг.3), на рычаге 8 - неподвижная опорная площадка 10, на которые базируется обрабатываемое изделие. В опоре 13 число ступеней и параметры (углы) опоры выбирают из условия минимизации влияния некруглости на стабильность положения оси вращения изделия.

Деформация (прогиб) установленного в центрах длинномерного валка приводит к тому, что в процессе его обработки изменяются усилия прижима изделия к опорным площадкам 9 и 10, что отрицательно влияет на крутость обрабатываемого изделия, увеличивает количество проходов. Для обеспечения стабилизированного усилия прижима изделия к опорным площадкам (преимущественно к горизонтальной опорной площадке 9) в процессе его обработки в люнет дополнительно введено устройство, обеспечивающее гарантированный прижим изделия к опорным площадкам.

Это устройство представляет собой плавающую опору, состоящую из прижима 11 с опорной площадкой 12 и механизма натяга узла прижима. Прижим 11 установлен с возможностью радиального перемещения относительно оси вращения детали 3. Плавающая опора установлена на корпусе 5 люнета и расположена (относительно центра вращения изделия) на стороне, противоположной опорным площадкам 9 и 10. Прижим опорной площадки 12 к изделию 3 осуществлен посредством механизма натяга - пружины (возможны и другие известные варианты создания натяга прижима 11, например с помощью гидравлики, под действием веса). Усилие прижима плавающей опоры к детали направлено перпендикулярно оси вращения изделия, величину усилия выбирают в зависимости от жесткости обрабатываемого изделия при условии гарантированного исключения всех его деформаций.

Вышеописанная конструкция люнета может быть использована при точении (с определенными доработками, учитывающими направление сил резания) и круглом шлифовании длинномерных изделий.

Обработку изделия проводят следующим образом.

Изделие устанавливают в центры передней и задней бабок стола. В начале каждого прохода стол с изделием устанавливают в крайнее положение. Затем изделие приводят во вращение. Производят поперечную подачу инструмента (шлифовального круга) и на обрабатываемой поверхности образуют поясок глубиной 5-50 мкм. Круглость прошлифованной поверхности определяется высокой жесткостью и качеством заднего центра станка и качеством центровых отверстий изделия. Затем к поверхности пояска подводят опорные площадки 9 и 10 люнета до их плотного контакта с обрабатываемой деталью. Устанавливают плавающую опору и обеспечивают гарантированный прижим изделия к опорным площадкам. Включают продольную подачу стола и выполняют технологический проход.

Опорные площадки люнета скользят по ранее обработанной передней режущей кромкой шлифовального круга поверхности валка, которая имеет круглость, близкую к круглости прошлифованного пояска.

При необходимости проход повторяют. Несколько последовательных проходов, аналогичных описанному выше, обеспечивают круглость изделия, близкую к круглости центровых отверстий и центров (обычно в пределах 0,5-1,5 мкм).

Вышеописанные способ круглого шлифования длинномерных изделий в центрах и люнет обладают рядом преимуществ:

- исключается влияние непрямолинейности оси изделия на круглость обработанной поверхности,

- обеспечивается стабильная высокая жесткость изделия в зоне обработки за счет постоянного прижима, создаваемого плавающей опорой в месте стыка поверхности изделия и опорных площадок люнета.

Вышеописанная конструкция люнета может быть использована при точении и круглом шлифовании длинномерных изделий, например, валков установленных в центрах.