Устройство для шлифования торцов пружин

 

Использование: в устройствах для абразивной обработки торцов цилиндрических винтовых пружин, преимущественно крупноразмерных, например, для подвижного состава железных дорог. Сущность: устройство содержит шлифовальную бабку, каретку, установленную с возможностью осцилляции и несущую призму для размещения пружины. Призма связана с механизмом поворота ее в горизонтальной и вертикальной плоскостях, смонтированным в каретке. С торцом пружины взаимодействует механизм прижима ее к инструментам. Устройство снабжено механизмом вращения пружин, выполненным в виде приводного ролика, установленного на каретке над призмой с возможностью прижима к пружине. Призма для пружин выполнена в виде свободно вращающихся роликов, установленных на роликоопоре, являющейся осью поворота призмы. Механизм прижима к инструменту снабжен нажимной головкой, установленной с возможностью вращения и самоустановки по торцу пружины. 5 ил.

Изобретение относится к устройствам для абразивной обработки торцов цилиндрических винтовых пружин, преимущественно крупноразмерных, например, для подвижного состава железных дорог и может быть использовано в машиностроительной промышленности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности, т. е. прототипом, является устройство для шлифования торцов пружин, содержащее шлифовальную бабку, смонтированную на основании, призму для пружин, установленную на каретке, шарнирно закрепленной на основании и связанной с механизмом осцилляции, механизм прижима пружин к инструменту, при этом имеется механизм крепления пружин, закрепленный на каретке над призмой, кроме того, призма снабжена механизмом поворота ее в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Как показал опыт эксплуатации пружинно-шлифовальных автоматов, изготовленных на основе прототипа, пружины имеют неудовлетворительную плоскостность торцов при большом диаметре. Имеются в виду пружины, имеющие диаметр, равный или больше ширины абразивного круга. Это происходит потому, что при выхаживании пружина выходит за пределы шлифовального круга поочередно - справа либо слева, а средняя часть все время подвергается шлифовке, к тому же пружина под действием механизма прижима "выгибается" (имеется в виду опорный виток). Поэтому на плоскости торца пружины в середине получается "яма" - неприлегание к контрольной плите. Либо при другой настройке станка выработка получается с края опорного витка, что вызывает "косину" - неперпендикулярность опорного торца пружины к ее образующей. Следует отметить, что пружины малых диаметров тоже имеют дефекты по плоскостности торца пружины, вызываемые неравномерным износом абразивного круга и другими причинами.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение качества шлифовки торцов пружин.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено механизмом вращения пружин, выполненным в виде приводного ролика, установленного в каретке над призмой с возможностью прижима к пружине, например, пневмоцилиндром, а призма для пружин выполнена в виде свободно вращающихся роликов, установленных на роликоопоре, являющейся осью поворота призмы, кроме того, механизм прижима пружин к инструменту снабжен нажимной головкой, выполненной с возможностью вращения и самоустановки по торцу пружины, например, на сферическом подшипнике.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемое устройство для шлифования торцов пружин отличается тем, что в нем шлифуемая пружина принудительно вращается вокруг своей оси в процессе шлифовки за счет того, что призма для пружин выполнена в виде свободно вращающихся роликов, установленных на роликоопоре, являющейся осью поворота призмы. Имеется приводной ролик, прижимаемый, например, пневмоцилиндром к пружине и приводящий ее во вращение, а прижим пружины к абразивному кругу осуществляется нажимной головкой, установленной на сферическом подшипнике. При этом, чтобы быстро переходить со шлифовки пружин одного диаметра на другой, роликоопора и прижимная головка сделаны легкосменными - установлены на конусных соединениях.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг. 2- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема размещения крупноразмерной пружины на плоскости абразивного круга при ее шлифовке; на фиг. 5 показан типичный дефект, возникающий при шлифовке пружин больших диаметров.

Устройство содержит шлифовальную бабку 1 с абразивным кругом 2, имеющим вращение от электродвигателя 3. Бабка установлена с возможностью перемещения по станине 4. Перемещается она от цилиндра 5 или от ручного привода 6. На станине 4 также установлена с возможностью качания на валу 7 каретка 8. Внутри каретки 8 установлен с возможностью поворота вал 9, который имеет на конце цапфу 10, в которой закреплена призма для пружин, состоящая из роликоопоры и роликов. В цапфу вставлена на конусе роликоопора 11. Посадочный конус имеет прямоугольный хвостовик 12, передающий вращающий момент. Внутри вала 9 имеется механизм поворота роликоопоры 11 на 180^о в горизонтальной плоскости, состоящий из зубчатореечной передачи 13, рейка которой является элементом встроенного в вал 9 цилиндра 14. Снаружи вала 9 в каретке 8 находится механизм поворота роликоопоры на 90^о в вертикальной плоскости, состоящий из шестерни 15, закрепленной на валу 9, шток-рейки 16, получающей возвратно-поступательное движение от цилиндров 17, закрепленных снаружи каретки. Внутри каретки 8 установлен пневмоцилиндр 18. В его шток посредством конусного соединения установлена нажимная головка 19, причем передача нажимного усилия на пружину производится через сферический подшипник 20.

Сферический подшипник 20 для уменьшения трения выполнен шариковым, (на чертежах не показано). В каретке 8 также установлен механизм вращения пружины, состоящий из двигателя 21, вала 22 с шестерней на конце. Эта шестерня передает вращение приводному ролику 23, закрепленному на кривошипе 24, установленному с возможностью поворота на корпусе 25 механизма вращения. Кривошип связан со штоком цилиндра 26 шарнирным соединением.

В роликоопоре 11 на осях, закрепленных за середину, консольно установлены ролики 27, которые собственно и образуют призму для укладки пружин. Эти ролики свободно вращаются для уменьшения трения на шарикоподшипниках. Для перенастройки на другие типоразмеры пружин производится замена комплекта, состоящего из роликоопоры 11, роликов 27 и нажимной головки 19. Нажимная головка 19 выполняется равной диаметру пружины, а т. к. она находится на высоте центра абразивного круга, то ролики 27 в роликоопоре 11 соответствующим образом выставлены, чтобы ось пружины совпадала с осью пневмоцилиндра 18. Крепятся нажимные головки 19 и роликоопоры 11 конусными соединениями и поэтому легко меняются при переходе на шлифовку разных типоразмеров пружин.

Тягой 28 каретка 8 соединена с механизмом выхаживания, представляющего собой регулируемый эксцентрик 29, закрепленный на тихоходном валу редуктора 30, приводимого двигателем 31. Позицией 32 обозначена подлежащая шлифовке пружина. На станине 4 напротив роликоопоры 11 установлен механизм загрузки и выгрузки, представляющий собой каретку 33 с лотками загрузки 34 и выгрузки 35. Поднимается и опускается каретка пневмоцилиндром 36. Пружины на шлифовку подаются конвейером 37, например цепным, удаляются обработанные пружины конвейером 38, расположенным по уровню выше подающего конвейера, Конвейер 37 в зоне загрузки имеет сталкиватель 39. Позицией 40 обозначена стенка загрузчика. Буквой В обозначено положение призмы при шлифовке пружины, буквой Г - положение призмы при выгрузке отшлифованной пружины, буквой Д - положение призмы при загрузке пружины для шлифовки.

Цикл станка автоматизирован установкой в крайних положениях механизмов датчиков и обычно применяемыми средствами электроавтоматики. На чертежах эти элементы не показаны.

Устройство работает следующим образом.

Пружина 32 поступает по конвейеру 37 с предыдущей операции обработки, например с пресса-автомата обжатия пружин. В зоне шлифовки для пружины имеется упор с датчиком (не показаны), по команде которого сталкиватель 39 сталкивает пружину в лоток 34 каретки 33 загрузчика. Каретка 33 поднимается в верхнее положение и одновременно роликоопора 11 поворачивается в положение Д. Поворот осуществляет шток-рейка 16 от цилиндров 17. В верхнем положении каретки 33 (фиг. 3) пружина скатывается по лотку 34 в призму (ролики 27, закрепленные на роликоопоре 11). Призма занимает положение В. Приводной ролик 23 поворачивается кривошипом 24 от цилиндра 26 и прижимается к пружине 32. Бабка 1 подводится цилиндром 5 до взаимодействия абразивного круга 2 с торцом пружины (фиг. 2). Затем нажимная головка 19, действующая от пневмоцилиндра 18, прижимает пружину торцом к абразивному кругу 2. Одновременно включается двигатель 21, который через вал и шестерни вращает приводной ролик 23, в результате вращается пружина.

Включается механизм выхаживания, который посредством тяги 28, эксцентрика 29 придает возвратно-поступательное движение каретке 8, а следовательно, и призме с пружиной. Идет процесс шлифовки торца пружины. Пружина лежит на роликах, имеющих оси на шарикоподшипниках. Нажимная головка 19 также имеет сферический шарикоподшипник, поэтому самоустанавливается по необработанному (неровному) торцу пружины. Эти решения обеспечивают минимальное сопротивление вращению пружины, что позволяет ролику 23 вращать ее.

Время шлифовки определяется опытным путем и задается реле времени. По окончании шлифовки одного торца пружины нажимная головка 19 отходит в исходное положение, приводной ролик 23 поворачивается в исходное положение, бабка 1 цилиндром 5 отводится от призмы и призма с пружиной поворачивается в горизонтальной плоскости на 180^о, подставляя для шлифовки второй торец пружины. Поворот происходит от зубчато-реечной передачи 13 и цилиндра 14. Происходит новый цикл шлифовки, аналогичный предыдущему.

По окончании шлифовки второго торца пружины вновь нажимная головка 19, приводной ролик 23, бабка 1 занимают исходное положение, останавливается механизм выхаживания, а призма с пружиной, штоком-рейкой 16 поворачиваются в положение Г. Пружина выкатывается из призмы в лоток 35, где удерживается стенкой подъемника 40. Если на конвейере 37 есть очередная пружина, то цикл вновь повторяется, как было описано. Только готовая пружина при подъеме каретки 33 выкатывается из лотка 35 на конвейер 38, т. к. в верхнем положении каретки стенки 40 подъемника нет и ничто не удерживает пружину. Конвейер 38 увозит пружину в следующий по технологии агрегат, например в дробеметную камеру. При отсутствии пружин на конвейере 37 устройство шлифовки останавливается до появления пружин.

Устройство позволяет шлифовать широкий диапазон пружин по диаметру и длине с обеспечением высокого качества как по плоскостности торцов пружины, так и по "косине" (т. е. неперпендикулярности торцов относительно оси пружины). Это возможно благодаря вращению пружины в процессе ее шлифовки в сочетании с выхаживанием. Значительно расширяются технологические возможности, т. к. можно шлифовать пружины больших диаметров, выступающих за пределы абразивного круга.

Переход на шлифовку пружин других размеров осуществляется путем замены призмы (роликоопоры 11 с роликами 27) и нажимной головки 19. Они легкосменные, установлены на конусных соединениях. Кроме того, важно отрегулировать эксцентриситет эксцентрика 29. Для малых по диаметру пружин устанавливается большая амплитуда выхаживания, для больших по диаметру пружин устанавливается малая амплитуда выхаживания. Это делается для равномерного износа абразивного круга. Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать весь процесс шлифования крупноразмерных пружин с высоким качеством шлифовки торцов и широкой номенклатурой пружин по диаметру и длине. (56) Авторское свидетельство СССР 1458169, кл. B 24 B 7/16, 1989.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ТОРЦОВ ПРУЖИН, содержащее шлифовальную бабку, смонтированную на основании, призму для пружин, установленную на каретке, шарнирно закрепленной на основании и связанной с механизмом осцилляции, механизм прижима пружин к инструменту и механизм поворота призмы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом вращения пружин, выполненным в виде приводного ролика, установленного на каретке над призмой с возможностью прижима к пружине, например, пневмоцилиндром, при этом призма для пружин выполнена в виде свободно вращающихся роликов, установленных на роликоопоре, являющейся осью поворота призмы в горизонтальной плоскости, а механизм прижима пружин к инструменту снабжен нажимной головкой, установленной с возможностью вращения и самоустановки и предназначенной для взаимодействия с торцом пружины, например, на сферическом подшипнике.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что прижим приводного ролика выполнен в виде пневмоцилиндра.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нажимная головка связана с механизмом прижима пружин к инструменту посредством сферического подшипника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5