Устройство для шлифования наружных протяженных цилиндрических поверхностей нежестких заготовок

Устройство для шлифования наружных протяженных цилиндрических поверхностей нежестких заготовок содержащее станину, смонтированные на ней, по крайней мере, четыре шлифовальные бабки с шлифовальными кругами, устройство продольной подачи и вращения заготовки, а также опору заготовки, которая выполнена в виде шарнира с возможностью закрепления на одном конце заготовки, удержания последней в подвешенном вертикальном положении и вращения вокруг вертикальной оси. Устройство продольной подачи и вращения заготовки содержит привод вертикального ограниченного перемещения опоры и механизм вращения заготовки, имеющий, по крайней мере, три одинаковых ролика из фрикционного материала, смонтированных на станине с возможностью вращения и напряженного контакта с цилиндрической поверхностью заготовки, причем оси вращения роликов перекрещиваются с вертикальной осью опоры, образуя одинаковый угол, который обеспечивает качение роликов по винтовым траекториям на поверхности заготовки без проскальзывания. Количество роликов, их форма, размеры и усилие прижатия к заготовке обеспечивают ее вращение с постоянной угловой скоростью в процессе шлифования. Помимо этого выполняется условие равномерной обработки поверхности заготовки

LD/tg,

где L - максимальный размер рабочей поверхности шлифовального круга в вертикальном направлении;

- угол между осями вращения роликов и горизонтальной плоскостью;

D - диаметр окружности, проходящей через центры площадок контакта роликов с заготовкой.

С целью обеспечения возможности шлифования заготовки по всей ее длине, минимизации ее изгиба от поперечных сил, возникающих в контакте заготовки с шлифовальными кругами и роликами, на станине смонтированы, по крайней мере, четыре шлифовальные бабки, расположенные симметрично относительно вертикальной оси опоры, двумя группами, причем одна группа смонтирована над горизонтальной плоскостью, проходящей через центры площадок контакта роликов с заготовкой, а другая группа - под этой плоскостью. Имеется возможность шлифования протяженных нежестких заготовок без снижения требований к точности. Снижается объем брака при шлифовании таких заготовок. Повышается качество изделий. 7 з.п. ф-лы, 2 илл.

Полезная модель относится к технологическому оборудованию для шлифования наружных цилиндрических поверхностей заготовок деталей машин.

Известно устройство - круглошлифовальный станок, содержащий станину, смонтированные на станине опоры обрабатываемой заготовки, шлифовальную бабку с шлифовальным кругом, приводом вращения и механизмом его врезной подачи, устройство продольной подачи и вращения заготовки, причем оси вращения шлифовального круга и заготовки параллельны и горизонтальны [1].

Недостаток указанного устройства заключается в том, что опоры поддерживают концы горизонтально расположенной заготовки, что неизбежно вызывает ее прогиб под действием собственного веса и шлифовального круга. Наиболее существенны прогибы длинных, нежестких заготовок. Поскольку прогиб заготовки по ее длине меняется, изменяется и толщина снимаемого шлифовальным кругом слоя металла. Это приводит к бочкообразности обработанной поверхности. Снижается точность шлифования, особенно, протяженных цилиндрических поверхностей нежестких заготовок.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для шлифования - бесцентрово-шлифовальный станок, содержащий станину, смонтированные на станине опору (опорный нож) обрабатываемой заготовки, шлифовальную бабку с шлифовальным кругом, а также устройство продольной подачи и вращения заготовки [1]. Устройство продольной подачи содержит ведущий круг, прижимающийся к обрабатываемой поверхности заготовки и привод его вращения. Причем оси вращения шлифовального круга и заготовки параллельны и горизонтальны, а оси вращения ведущего круга и заготовки перекрещиваются.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что горизонтально расположенная заготовка, имея опору на коротком своем участке, изгибается под действием сил тяжести. Причем наиболее существенны изгибы длинных нежестких заготовок. Прогиб заготовки приводит к изменению требуемого взаимного положения шлифовального, ведущего кругов и обрабатываемого участка заготовки. В результате изменяется толщина снимаемого шлифовальным кругом слоя металла. Неизбежно появляется огранка, овальность, бочкообразность или корсетность обработанной поверхности длинных нежестких заготовок. Приходится увеличивать допуски на отклонения формы обрабатываемой поверхности таких заготовок.

Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства для шлифования наружных протяженных цилиндрических поверхностей нежестких заготовок без снижения требований к точности обработки.

Указанная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве в отличие от известных шлифовальных станков опора выполнена в виде шарнира, закрепляемого на одном конце заготовки и удерживающего ее в подвешенном вертикальном положении. Такая опора исключает изгиб заготовки под действием сил тяжести. Это обеспечивает постоянство толщины снимаемого слоя материала при шлифовании протяженных поверхностей заготовок. Не возникает бочкообразность или корсетность обработанной поверхности. Она приобретает требуемую цилиндрическую форму. В результате создается возможность шлифования протяжных цилиндрических поверхностей нежестких заготовок без снижения требований к точности.

Предлагаемое устройство отличается от известных и тем, что устройство продольной подачи и вращения заготовки содержит привод вертикального перемещения опоры, который обеспечивает это перемещение, по крайней мере, на расстояние, равное длине заготовки. Это обеспечивает возможность шлифования заготовки по всей ее длине.

Новым является и механизм вращения заготовки. Он содержит, по крайней мере, три одинаковых ролика, смонтированных на станине с возможностью напряженного контакта с цилиндрической поверхностью заготовки, причем оси их вращения перекрещиваются с вертикальной осью опоры под одинаковым углом, который обеспечивает большую величину поперечного коэффициента сцепления по сравнению с величиной продольного коэффициента сцепления роликов с поверхностью заготовки, при этом ролики изготовлены из фрикционного материала, а их количество, форма, размеры и усилие прижатия к заготовке обеспечивают суммарную тангенциальную на поверхности заготовки силу трения, превышающую результирующую тангенциальных усилий, возникающих при шлифовании заготовки.

Это обеспечивает качение роликов без проскальзывания по поверхности заготовки по винтовым траекториям постоянного шага и, одновременно с этим, гарантирует непрерывное вращение заготовки с постоянной угловой скоростью. В результате не появляется огранка или овальность сечений, создается возможность обеспечить точность при шлифовании заготовки.

Новым является и то, что в предлагаемом устройстве выполняется условие

LD/tg,

где L - максимальный размер рабочей поверхности шлифовального круга в вертикальном направлении;

- угол между осями вращения роликов и горизонтальной плоскостью;

D - диаметр окружности, проходящей через центры площадок контакта роликов с заготовкой.

Выполнение этого условия обеспечивает равномерную обработку наружных протяженных цилиндрических поверхностей заготовок и делает возможным достижение требуемой точности шлифования таких заготовок.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что центры площадок контакта роликов с заготовкой расположены равномерно по окружности, лежащей в горизонтальной плоскости, а на станине смонтированы, по крайней мере четыре шлифовальные бабки, которые расположены симметрично относительно вертикальной оси опоры заготовки двумя группами, причем одна группа шлифовальных бабок расположена над вышеуказанной плоскостью, а другая группа под этой плоскостью.

Это обеспечивает равенство нулю результирующей усилий, поперечных к вертикальной оси опоры/возникающих в контакте заготовки с шлифовальными кругами и роликами. В результате не происходит изгиба и отклонения заготовки от вертикального положения. Толщина снимаемого слоя материала остается постоянной при шлифовании протяженной заготовки по всей длине. Это позволяет обеспечить требуемую точность шлифования протяженных цилиндрических поверхностей нежестких заготовок.

На фиг.1. показана схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство состоит из станины 1, опоры 2, выполненной в виде шарнира, укрепляемого на одном конце заготовки, например, с помощью цангового зажима, смонтированных на станине 1 четырех шлифовальных бабок 3, с шлифовальными кругами 4, устройства продольной подачи и вращения заготовки, включающего электропривод 5 вращения барабана 6, стальной трос 7, переброшенный через укрепленные на станине 1 блоки 8.

Трос 7 прикреплен одним концом к опоре 2, а вторым концом намотан на барабан 6. Имеются ролики 9 с наклонными осями вращения 10, смонтированные на станине 1. Кроме этого, устройство содержит укрепленный на станине конечный выключатель 11 с возможностью отключения электропривода 5 и вращения шлифовальных кругов в момент контакта с опорой 2.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении заготовка расположена в рабочей зоне устройства между роликами 9 и шлифовальными кругами 4 и находится в подвешенном через опору 2 состоянии. Одновременно включают электропривод 5 и вращение шлифовальных кругов 4. Трос 7, прикрепленный к опоре 2, наматываясь на вращающийся барабан 6, перемещает заготовку вверх. Одновременно с этим, за счет качения роликов 9 по винтовым траекториям на поверхности заготовки, последняя начинает вращение вокруг продольной своей оси. Вращающиеся шлифовальные круги 4, контактируя с подвижной заготовкой, обрабатывают ее наружную поверхность. В момент касания конечного выключателя 11 опоры 2 происходит отключение электропривода 5, прекращается осевое и вращательное движение заготовки. Одновременно с этим прекращают свое вращение и шлифовальные круги 4. Обработанная заготовка удаляется из рабочей зоны устройства.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в возможности шлифования наружных протяженных цилиндрических поверхностей нежестких заготовок без снижения требований к точности обработки. Применение устройства позволит обеспечить более высокую точность обработки заготовок деталей, снизить объем брака и повысить качество изделий.

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ

1. Сибикин М.Ю. Технологическое оборудование: Учебник. - М. ФОРУМ: ИНФРА - М, 2005, - 400 с.

1. Устройство для шлифования наружных протяженных цилиндрических поверхностей нежестких заготовок, содержащее станину, смонтированные на станине, по крайней мере, одну шлифовальную бабку с шлифовальным кругом, приводом вращения и механизмом его врезной подачи, устройство продольной подачи и вращения заготовки, а также опору, отличающееся тем, что опора выполнена в виде шарнира с возможностью закрепления на одном конце заготовки, удержания последней в подвешенном, вертикальном положении и вращения вокруг вертикальной оси, а устройство продольной подачи и вращения заготовки содержит привод вертикального перемещения опоры и механизм вращения заготовки, имеющий, по крайней мере, три одинаковых ролика, смонтированных на станине с возможностью напряженного контакта с цилиндрической поверхностью заготовки, причем оси вращения роликов перекрещиваются с вертикальной осью опоры, образуя одинаковый угол.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод вертикального перемещения опоры обеспечивает это перемещение, по крайней мере, на расстояние, равное длине заготовки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол между осями вращения роликов и вертикальной осью опоры обеспечивает большую величину поперечного коэффициента сцепления по сравнению с величиной продольного коэффициента сцепления роликов с поверхностью заготовки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что материал роликов является фрикционным.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество роликов, их форма, размеры и усилие прижатия к заготовке обеспечивают суммарную тангенциальную на поверхности заготовки силу трения, превышающую результирующую тангенциальных усилий, возникающих при шлифовании заготовки.

6. Устройство по 1 и 3, отличающееся тем, что выполняется условие

LD/tg,

где L - максимальный размер рабочей поверхности шлифовального круга в вертикальном направлении;

- угол между осями вращения роликов и горизонтальной плоскостью;

D - диаметр окружности, проходящей через центры площадок контакта роликов с заготовкой.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центры площадок контакта роликов с заготовкой расположены равномерно по окружности, лежащей в горизонтальной плоскости.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на станине смонтированы, по крайней мере, четыре шлифовальные бабки, расположенные симметрично относительно вертикальной оси опоры, двумя группами, причем одна группа смонтирована над роликами, а другая под ними.