Шлифовальная головка

 

Изобретение относится к станкостроению , преимущественно к внутришлифовальным головкам, и позволяет повысить точность обработки деталей за счет снижения величины упругих деформаций шпинделя под действием сил резания. Пластины 5 и 6 с одинаково отогнутыми концами, жестко связанными с втулками 7 и 8, введенные в контакт между собой на прямолинейном участке их выпуклой стороной, выполняют функцию жесткого ограничителя радиальных смещений шпинделя 2 с шлифовальным кругом. Предварительный упругий натяг пластин 5 и 6 в радиальном направлении и их напряженное состояние в опорах 3 исключает возможность появления зазора в средней части между пластинами и компенсирует уменьшение их длины в момент крутильно-осевьпс вибраций шпинделя 2. 4 ил. а (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ив> <ш .1 2 (sg 4 В 24 В 41/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHONY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (61) 975363 (21) 3864782/31-08 (22) 12.03.85 (46) 30.01.87. Бюл. Р 4 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт и Ленинградский политехнический институт им. M.И.Калинина (72) Б.И.Никулкин и А.И.Федотов (53) 621.923.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 975363, кл. В 24 В 41/04, 1981. (54) ШЛИФОВАЛЬНАЯ ГОЛОВКА (57) Изобретение относится к станкостроению, преимущественно к внутришлифовальным головкам, и позволяет повысить точность обработкн деталей за счет снижения величины упругих деформаций шпинделя под действием сил резания. Пластины 5 и 6 с одинаково отогнутыми концами, жестко связанными с втулками 7 и 8, введенные в контакт между собой на прямолинейном участке их выпуклой стороной, выполняют функцию жесткого ограничителя радиальных смещений шпинделя 2 с шлифовальным кругом. Предварительный упругий натяг пластин 5 и 6 в радиальном направлении и их напряженное состояние в опорах 3 исключает возможность появления зазора в средней части между пластинами и компенсирует уменьшение их длины в момент крутильно-осевых вибраций шпинделя 2. 4 ил.

1286399

Изобретение относится к станкостроению, преимущественно к внутришлифовальным головкам.

Цель изобретения — повышение точности обрабатываемой детали путем увеличения радиальной жесткости упругих опор шпинделя.

На фиг.1 изображена шлифовальная головка, разрез; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б 10 на фиг. 1; на фиг.4 — упругий элемент опоры; на фиг.5 — характеристики коэффициентов жесткости упругих элементов.

Шлифовальная головка состоит из корпуса 1 и шпинделя 2, установленного на упругих опорах 3 в подшипниках

4 качения. Каждая из опор 3 выполнена в форме крыльчатки с пластинчатыми лепестками 5 и 6, которые соединены с внутренней и наружной втулками 7 и 8 опоры 3. Пластины 5 и 6 отогнуты одинаково по радиусу R, содержат в середине прямолинейный учас25 ток и обращены друг к другу выпуклыми сторонами. Кроме того, пластины

5 и 6 расположены зеркально одна относительно другой с контактом в средней части на прямолинейном участке.

Отогнутые по радиусу R концы пластин соединены с втулками 7 и 8 в напряженном состоянии с радиальным усилием, превышающем силу резания. Одинаково изогнутые по радиусу R пластины

5 и 6, введенные между собой в кон- 35

-такт, обеспечивают высокую радиальную жесткость опор 3, соосное распо-. ложение втулок 7 и 8, равномерное распределение усилий на опору 3 и высокую точность опор. Опора 3 с пласти- 10 нами 5 и 6, расположенными с зазором между их средней частью, имеет малую радиальную жесткость. Цилинцрическая форма упругих пластин упрощает их изготовление и позволяет получить опо-4 ры 3 одинаковой формы и с одинаковыми характеристиками жесткости.

Пластины 5 и 6 (фиг.4) выполнены цилиндрической формы с радиусом R =

12 мм, имеют расстояние 1 между концами 12 мм и поперечное сечение

8 0,3 мм. Выпуклой стороной пластины введены в контакт между собой на прямолинейном участке длиной 3 мм эа счет сжатия между втулками 7 и" 8 в радиальном направлении концов пластин

5 и 6. Связанные с втулками 7 и 8 и I введенные между собой в контакт пластины 5 и 6 повернутые под одинакоо вым углом 60 в плоскости вращения шпинделя относительно его оси,облада-. ют нелинейно-возрастающей характеристикой коэффициента жесткости в радиальном направлении, который превышает в 20-25 раз коэффициент жесткости пластин в направлении оси шпинделя (линии 1 и 2 по фиг.5). Плоскости пря-. молинейных и изогнутых по радиусу участков всех пластин 5 и 6 повернуты под одинаковым углом в плоскости вращения шпинделя относительно его оси. Размеры пластин 5 и 6 (толщина, ширина, длина, а также угол поворота) выбраны из условия того, что жесткость пластин, введенных в контакт между собой, в окружном и осевом направлениях меньше в десятки раз их радиальной жесткости, а также меньше в несколько раз, например до трех раз, изгибной жесткости шпинделя. Шлифовальный шпиндель 2 с кругом, установленный на упругих опорах 3, обладает низшей собственной частотой в окружном и осевом направлениях. При этом плоскость контакта прямолинейных участков пластин 5 и 6 повернута в плоскости вращения шпинделя под адио о

HGKoBblhi углом в диапазоне 45

Шлнфовальная головка работает следующим образом.

В момент контакта шлифовального круга с деталью в переходном процессе в связи с более низкой жесткостью опор 3 шпинделя в осевом направлении и упругой координатной связью по перемещениям шпинделя в окружном и осевом направлениях, шлифовальный круг перемещается как в осевом, так и в окружном направлениях.

Перемещение круга в осевом направлении увеличивает скорость осевой передачи и давление между кругом и деталью, а следовательно, и силу трения и резания. Противодействие силы шлифования перемещением шпинделя при наличии упругой координатной связанности колебаний шпинделя вызывает затухание вибрации при переходном процессе.

1286399 4 надежную работу опор 3 IIPH случай с- ных перегрузках. Высокая жесткость а упругих опор 3 в радиальном направлении снижает величину упругих де5 формаций шпинделя под действием сис- лы резания и обеспечивает высокую точность обрабатываемой детали.

A-A ч иг.2

При повышении силы резания увели чивается радиальная нагрузка на пла тины 5 и 6 в опорах 3 и растет длин площадки контакта между выпуклыми сторонами пластин. При этом повышается в несколько раз жесткость пла тин 5 и 6 и радиальная жесткость опор 3 в целом и практически исключается возможность дальнейшей радиальной деформации пластин. Последние 10 выполняют функцию жесткого ограничителя радиальных смещений шпинделя 2 с шлифовальным кругом. Предварительный упругий натяг пластин 5 и 6 в радиальном направлении и их предва- 15 рительно напряженное состояние в опорах 3 исключают воэможность появления зазора в средней части между пластинами и компенсируют изменение их длины в момент крутильно-осевых 20 вибраций шпинделя 2, что обеспечиваФормула изобретения

Шлифовальная головка по авт.св.

И- 975363, отличающаяся тем, ем что с целью повышения точности

У обработки, пластинчатые лепестки выполнены в виде двух предварительно напряженных в радиальном направлении элементов цилиндрической оболочки, обращенных друг к другу выпуклыми сторонами и расположенные зеркально одна относительно другой с воз" можностью контакта в средней части.

1286399

Ю/М

Фиа5

Составитель В. Зайцев

Редактор Т.Митейко Техред Н.Глущенко Корректор Г.Решетник

Заказ 7664/14 Тираж 712 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4