Устройство для абразивной обработки беговых дорожек колец подшипников

 

Использование: в области машиностроения, в станках для обработки беговых дорожек внутренних колец высокоточных подшипников качения. Сущность: устройство содержит станину 1 с расположенной на ней инструментальной головкой 3, шпиндель которой установлен под углом к оси шпинделя изделия. На шпинделе 5 размещена гидростатическая оправка 7 и механизм зажима колец по торцу. Последний выполнен в виде цанги с прижимным торцом, установленной на штоке 9 с возможностью возвратно-поступательного движения относительно гидростатической оправки. На свободном конце гидростатической оправки выполнена шаровая опора, взаимодействующая с конической частью цанги. 3 ил.

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам чистовой абразивной обработки, например суперфинишной обработки поверхностей вращения на деталях типа колец подшипников.

Известны устройства для зажима деталей в процессе одновременной обработки их сопряженных поверхностей на круглошлифовальных станках, например патрон для одновременного шлифования сопряженных элементов наружных поверхностей двух деталей, выполненный в виде корпуса с загрузочными и разгрузочными окнами и цанги, закрепленной на штоке, совершающем возвратно-поступательное движение для зажима деталей с помощью неподвижного упора, кроме того, корпус патрона выполнен открытым со стороны шлифовальной бабки и закреплен неподвижно, снабжен съемником [1] Недостатком данного устройства патрона являются дополнительные нагрузки на шпиндель изделия, что приводит к понижению технологической надежности оборудования, а сложность размещения в зоне обработки механизма зажима детали к ограничению технологических возможностей устройства.

Известен автоматический станок для финишной обработки дорожек качения колец подшипников, содержащий шагово-поворотный механизм, выполненный в виде крестовины, на концах которой закреплены средства радиального гидростатического базирования колец, выполненные в виде оправок, кроме того, станок содержит два шпинделя с торцовыми накладками, ролики для прижатия колец к торцам накладок, две рабочие головки с держателями инструментов и загрузочно-разгрузочное устройство [2] Станок для финишной обработки дорожек качения имеет следующие недостатки: дополнительные нагрузки на подшипниковые опоры шпинделя, увеличение габаритов, массы и стоимости станка; ограниченные технологические возможности из-за сложности размещения в зоне обработки механизма зажима детали.

Наиболее близким из аналогов является устройство для базирования и вращения деталей типа колец подшипников, которое выбрано за прототип [3] Известное устройство содержит шпиндель с установленным на направляющей подпружиненным выдвижным штоком с оправкой радиального базирования детали, средства гидростатического центрирования детали, выполненные в виде радиальных каналов, связанных с источником давления рабочей жидкости, и средства прижатия детали к торцу шпинделя, причем оправка радиального базирования детали снабжена дополнительными осевым и радиальными каналами, связанными с каналами гидростатического центрирования, соосно с оправкой смонтирован гидростатический фиксатор, посадочная поверхность которого расположена напротив выходных отверстий дополнительных каналов, кроме того, на штоке оправки выполнена посадочная цилиндрическая поверхность с фаской, направляющая оправки расположена вне шпинделя у его заднего конца, а в передней его части расположен дополнительный подшипник. Данное устройство позволяет повысить точность и производительность обработки, однако имеет следующие недостатки: ограниченные технологические возможности, т. к. данная конструкция не позволяет располагать ось вращения инструментальной головки под углом к оси вращения детали и тем самым обеспечить высокую степень самозатачивания инструмента, что позволяет повысить производительность обработки.

Задачей изобретения является обеспечение самозатачивания инструмента.

Это достигается тем, что в устройстве для абразивной обработки беговых дорожек колец подшипников, содержащем расположенные на станине инструментальную головку и бабку, несущую шпиндель с гидростатической оправкой, механизмом зажима колец по торцу и штоком, совершающим возвратно-поступательное перемещение, оси инструментальной головки и шпинделя изделия расположены под углом друг к другу, гидростатическая оправка расположена на полом валу шпинделя, в котором установлен шток, механизм зажима по торцу выполнен в виде цанги, которая закреплена на штоке посредством сферических шайб с возможностью взаимодействия своей торцовой частью с изделием, а конической со свободным концом гидростатической оправки, выполненным в виде шаровой опоры.

Отличительными признаками изобретения являются размещение шпинделя инструментальной головки под углом относительно оси шпинделя изделия и выполнение механизма зажима колец по торцу в виде цанги, закрепленной посредством сферических шайб на совершающем возвратно-поступательное перемещение штоке с возможностью взаимодействия своей конической частью с шаровой опорой гидростатической оправки.

Предлагаемая конструкция механизма позволяет располагать ось вращения инструментальной головки под углом к оси вращения детали, а это обеспечивает самозатачиваемость инструмента, позволяет вести обработку изделия одновременно несколькими режущими инструментами, что позволяет повысить производительность обработки. Кроме того, появляется возможность получения деталей выпуклого профиля, а за счет более точной базировки обрабатываемого кольца на гидростатической оправке повысить качество и точность обработки. Расположение оси инструментальной головки под углом к оси вращения детали позволяет также получить угол разворота осей в пределах, необходимых для обработки желобов колец шариковых подшипников, сферической поверхности колец шарнирных подшипников и роликовой дорожки колец роликовых подшипников.

На фиг. 1 изображено устройство для обработки беговых дорожек колец подшипников без привода вращения и качения инструментальной головки и механизма разжима и сжатия абразивных брусков; на фиг. 2 зажимное устройство, где обрабатываемая деталь сконцентрирована на гидростатической оправке и прижата по торцу торцом цанги; на фиг. 3 зажимное устройство с отведенной цангой, при этом положении цанги осуществляется перезарядка обрабатываемых деталей.

Устройство состоит из станины 1, на которой размещены бабка изделия 2, инструментальная головка 3 с приводами вращения изделия и качательного или вращательного движения инструментальной головки и механизма разжима брусков, не показанных на чертеже. В корпусе бабки изделия 2 находится цилиндр 4, в направляющих которого расположен шпиндель изделия 5, в корпусе которого на подшипниках смонтирован вал 6 шпинделя. На валу 6 закреплены с правой стороны гидростатическая оправка 7, а с левой приводной шкив 8. Внутри вала 6 шпинделя расположен шток 9, на одном конце которого закреплена при помощи самоустанавливающихся шайб 10 и гайки цанга 11, сидящая на гидростатической оправке 7. Другой конец штока 9 через подшипники качения связан с корпусом цилиндра 12, сидящем на штоке-поршне 13, который при помощи крышки 14 жестко связан с корпусом шпинделя изделия 5 и размещен в направляющих корпуса бабки изделия 2. Корпус инструментальной головки 3 установлен с возможностью поворота относительно оси 15, закрепленной в станине 1. На инструментальной головке 3 размещены державки 16, на которых закреплены абразивные бруски 17, прижимающиеся в процессе обработки к беговой дорожке обрабатываемой детали 18.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При сжатой цанге 11 (фиг. 3) надевается обрабатываемая деталь 18 на гидростатическую оправку 7. При работе на полуавтоматике надевание и снятие обрабатываемой детали осуществляется вручную, а на автомате автоматически.

При подходе шпинделя изделия 5 в рабочее положение корпус цилиндра 12, при поступлении сжатого воздуха или масла в рабочую полость цилиндра 19 будет перемещаться относительно штока-поршня 13 и через подшипники будет также перемещаться и шток 9, а следовательно, будет своей конической частью перемещаться цанга 11 по шаровой опоре гидростатической оправки 7. При перемещении цанги 11 к обрабатываемой детали 18 последняя будет прижата по торцу торцом цанги 11 к гидростатической оправке 7. После этого к беговой дорожке детали 18 прижимаются абразивные бруски 17. Происходит обработка детали, после окончания которой абразивные бруски 17 разжимаются. При отходе шпинделя изделия 5 в нерабочее положение на ходу происходит перемещение цанги в правую сторону, вследствие чего произойдет сжатие цанги на величину, при которой можно будет перезаряжать обрабатываемые детали.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ БЕГОВЫХ ДОРОЖЕК КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ, содержащее расположенные на станине инструментальную головку и бабку, несущую шпиндель изделия с гидростатической оправкой, механизмом зажима колец по торцу и штоком, установленным с возможностью возвратно-поступательного перемещения, отличающееся тем, что ось инструментальной головки расположена под углом к оси шпинделя изделия, а механизм зажима колец выполнен в виде цанги, закрепленной посредством сферических шайб на штоке и предназначенной для взаимодействия своей торцевой частью с изделием, а конической с шаровой опорой, выполненный на свободном конце гидростатической оправки, закрепленной на введенном в устройство полом валу, концентрично расположенном в пространстве между штоком и шпинделем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3