Автоматический станок для шлифования желобков у внутренних колец шарикоподшипников

ИЕ И ЗОБРЕТЕН ТВУ АВТОРСКОМУ СВИДЕ регистрцровано в Бюро изобретеиий Госплана при СН В. В. Каллиопеи.ческий станок для шлифования жколец шарикоподшипни Г;:внуцевних бк ом аявлено 20 января 1938 года в НКСКаш аа М 13701,Опубликовано 31 июля 1940 года.Конструкция предлагаемого автоматического станка запроектирована с расчетом эксплоатации в поточномассовом производстве шариковых подшипников на крупном заводе.Станок предназначается для выполнения операции шлифовки желобка у внутренних колец шариковых подшипников, Он производит как предварительную (грубую) шлифовку же. лобка, так и окончательную (отделоч. ную) обработку его. Это достигается как подбором соответствующих зернистостей кругов, так и регулировкой механизма подач, широкие возможности которой станок допускает.Конструкция станка обеспечивает высокую производительность. Это достигается, во-первых, за счет применения двух кругов, работающих одновременно на противоположных сторонах шлифуемого кольца, Один из кругов выполняет обдирочную операцию и снимает основную часть металла с большими подачами, а второй производит отделочную операцию с малыми подачами. Зерно обдирочного круга соответственно более крупное, чем у отделочного. Производительность еще больше по-вышается путем приближения рабочего процесса к непрерывному. Это достигается применением поворотной головки для шлифуемых колец.Другими особенностями конструкции, имеющими целью обеспечить надежность действия станка, являются своеобразный механизм для качания бабок со шлифовальными кругами соответственно радиусу шли. фуемой канавки и особое устройство храповых механизмов для подачи шлифовальных кругов.Бабки со шлифовальными кругами получают качание от электродвигателей, вращающих шлифовальные круги, через передачу с регулируемым по длине кривошипом.В храповом механизме для подачи круга, с целью регулирования подачи, переключения ее с крупной на мелкую и выключения, применен рычаг с пластинкой, закрывающей соответствующую часть зубцов храпового колеса. Рычаг оттягивзется пружиной и застопоривается управляемыми обмеряющимп изделие электромагнитами. При своем конечном повороте на выключение подачи рычаг повора. чивает гайку ходового винта бабкифиг 11 ф 141 Техред Ош Госпваниздз сзиг.3со шлифовальным кругом и тем отводит бабку назад. Компенсация износа круга осуществляется алмазным приспособлением.На чертеже фиг. 1 изображает вид станка сбоку; фиг, 2 - вид его сзади; фиг, 3 - вид его в плане; фиг. 4 - поперечный разрез головки со шпин.делями для изделий; фиг. 5 в осев разрез ее; фиг. 6 - вид шлифовальной бабки сбоку; фиг. 7 - вид ее сзади; фиг. 8 - разрез части механизма для подачи шлифовального круга: фиг.9 - вид части станка сверху; фиг, 10 - разрез механизма для качания шлифовальной бабки; фиг. 11 и 12 - детали устройства; фиг. 13 - разрез части направляющих бабки шлифовального круга; фиг, 14 - вид сбоку с частичным разрезом механизма для подачи шлифовального круга; фиг. 15 - вид сбоку механизма для компенсации износа круга; фиг. 16 и 17 - вид его сверху в двух разных положениях; фиг. 18 в дета устройства этого механизма,На основании станка имеется пара направляющих о 8 (фиг. 1), По этим направляющим при помощи установочного ходового винта 4, имеющего правую и левую резьбу, переставляются станины 8, и таким образом станок налаживается на определенный размер подлежащего обработке кольца, На фиг. 2, изображающей вид станка сзади, указан размер а между станинами 8. При наладке этот размер набирается плитками Иогансона и будет, очевидно, равен диаметру центровой линии желобка на кольце, Расположение размера а симметрично относительно оси шпинделя рабочей головки 1,После установки станины 8 намертво закрепляются болтами 21 (фиг. 3) до следующей переналадки, благодаря чему создается жесткая связанная система, состоящая из нижнего основания и двух верхних станин 8.Каждая из станин 8 имеет криволинейную направляющую. Устройство направляющих и самой верхней полу- станины поясняется фиг. 9 и 13,Из фиг, 1 и 3 видно, что на каждой из криволинейных направляющих верхних станин 8 установлены качающиеся шлифовальные бабки д. Таких бабок две, и каждая из них несет на себе шлифовальный круг, обрабатывающий желобок кольца с противоположной стороны относительно другого.На фиг. 6, 7 и 9 показана правая шлифовальная бабка, по конструкции сходная с левой. Бабка имеет плиту с криволинейной призмой. На этой плите смонтированы шпиндель 9, приводной мотор б, червячный редук. тор с кулисой качания (фиг, 10) и механизм подачи и отвода круга (фиг. 8, 12, 14). О схеме механизма компенсации износа круга будет сказано ниже.Приводной мотор б работает непрерывно. Его шкив приводит посредством ременной передачи одновременно два других шкива, а именно: шкив 10 шпинделя шлифовального круга (фиг. 7) и шкив 11 червячного редуктора привода кулисы,Расстояние между осями мотора и шкива червячного редуктора при работе механизма подачи изменяется, поэтому здесь предусмотрен леникс 12,Со шкива 11 вращение передается через червяк 2 на червячное колесо 5 (фиг, 10), укрепленное в коробке качающейся бабки 3, На валу червячного колеса укреплен кривошип 17 (фиг. 10), который таким образом получает вращательное движение, Будучи вложенным в неподвижный направляющий паз посредством скользящего камня 1 б, кривошип совершает сложное движение: конец его в камне 1 б ходит по неподвижной прямолинейной направляющей, а его ось вместе с червячной шестерней и корпусом всей шлифовальной бабки совершает качательные движения по дуге круга. Как видно, весь механизм качания здесь работает подобно п риводу шеппинга с той лишь разницей, которую дает закрепление ползуна и освобождение оси самого привода.Кроме механизма подачи на качающейся головке предусмотрены еще несколько устройств:а) поглощающие амортизаторы 40 в концах хода качающейся головки (фиг. 9), установка которых производится в пазу, образованном в верхних полустанинах 8, в зависимости от нужного размаха качания;Ь) ролики, разгружающие криво. линейные направляющие от действия центробежных усилий в момент движения качающейся головки по кривой, Устройство этих роликов видно на фиг, 13;с) кронштейн 14 для установки направляющего паза кулисы (фиг. 10 и 11), неподвижно укрепленный внутри станины о (фиг. 10) и воспринимающий усилия, возникающие от привода качания (на фиг, 1 он изображен пунктиром). Он имеет в верхней своей части полукольцевой паз (фиг.10), который допускает возможность перестановки направляющей камня кулисы 15 на нужный угол при наладках станка на шлифовку радиально упорных подшипников. Монтаж и регулировка направляющей и самого крон. штейна 14 ведется через дверцы в станинах 8 (фиг. 1);Й) механизм регулировки размаха качания, который дает возможность регулировать величину радиуса кривошипа, отчего зависит и размах качания. Этот механизм на чертеже не указан;е) муфта включения и выключения червячного редуктора (т. е, механизма качания), Наличие муфты диктуется необходимостью исключать качательные движения при обработке радиально упорных подшипников,Как указывалось выше, механизмы подач для каждой из шлифовальных головок работают самостоятельно, в зависимости от характеристики круга. Работа каждого механизма протекает следующим образом.Из фиг. 6, 7 и 9 видно, что мотор и шпиндель круга смонтированы на салазках и, таким образом, могут получать, кроме общего качательного движения вместе со всей качающейся шлифовальной головкой, еще и до. полнительное движение подачи в направлении радиуса качания. Расположение шпинделя и мотора здесь идентично тому, как это осуществлено на станках Ван-Норман для внутренней шлифовки колец.Салазки, несущие шпиндель 9 имотор б, могут передвигаться понаправляющим, выполненным в виделасточкина хвоста, через посредствоходового винта 19 (фиг, 8) и гайки22 (эта гайка должна быть выполненас приспособлением, выбирающиммертвый ход). На конце ходовоговинта подачи вмонтирован редукторпланетарной передачи, совершеннотак же, как на станке Ван-Норман.Он обозначен цифрой 2 б, Гайка 22выведена из-под салазок в видетрубки, на которой намертво закреплено храповое колесо 27. Такое жехраповое колесо 25 имеется на редукторе винта,В предлагаемой схеме заложенавозможность получать как подачукруга на изделие путем вращенияхраповика ходового винта, так иоткат круга в исходное для работыположение путем вращения гайкиходового винта в ту же сторону.Фиг. 14 поясняет работу механизмав целом. Здесь видно, что в момент,когда шлифовальная бабка получилакачательное движение, стержень 29,набегая на неподвижный кулак, поворачивает посредством собачки храповое колесо 25 редуктора ходовоговинта.Число зубцов храпового колеса25 на каждый ход собачки (т. е.величина подачи) регулируется припомощи стальной пластинки 35, соединенной с рычагом 30, поворотнымвокруг оси колеса 25. Поворачиваяэтот рычаг вверх или вниз, можносоответственно ставить под действие собачки два - три или несколько зубцов храпового колеса 25.Повернув рычаг 30 вверх на достаточно большой угол, можно совер.шенно приостановить подачу, таккак собачка будет скользить толькопо пластинке 35.Рычаг 30 в рабочем положении всевремя находится под действием пружины, изображенной на ф и г. 12.В его прорезах под некоторым угломк (фиг, 14) закреплены стопоры 32,задевающие за сердечники электромагнитов 31. Электромагниты соединены в общую сеть с электроминиметром 7 (фиг, 1). Электромагнитови прорезов на рычаге 30 может бытьдва, как изображено на фиг. 14, илитри, в зависимости от выбранногорежима обработки кольца, В первыймомент, когда первый контакт электромагнита даст возможность сработать первому магниту, рычаг ГОподнимется на угол к; при этомподача с грубой переключится намелкую, так как пластинка 35 закроетчасть зубцов под собачкой,Вз второй момент, когда сработаетвторой магнит, подача прекратится,так как пластинка совсем закроетхраповое колесо, и собачка будетскользить по ней, не доставая зубцов.При данной схеме есть возможностьпоставить третий магнит, позволяю.щий работать некоторое время безподачи. Затем, сработав на ступеняхподачи, рычаг ЗО освободится от последнего электромагнита, т, е. настанетмомент, когда контакт электромини-метра укажет на конец обработки.Продолжая свое движение под дей-ствием пружины, освобожденныйрычаг ГО увлечет вверх и повернетна угол ( другой рыча 23 (фиг, 814), связанный собачкой Зо с храповымколесом 27 гайки 22; при этом произойдет поворот гайки 22 и возвратшпинделя в первоначальное положение. В это время совершается сменаизделия. Во весь этот промежутоквремени шлифовальчый круг нахо.дится в исходном положении, а начало новой подачи корректируетсяна величину износа круга.Каждый из механизмов подач, какуказывалось выше, может быть отрегулирован через посредство электроминиметров так, чтобы операциязаканчивалась отделочным кругом,имеющим мелкую зернистость.Регулирование начала новой подачи круга на изделие с учетомизноса круга производится путемперемещения крайнего стопора 34(фиг. 14) и изменения величины угла (.Устройство для компенсации износакруга может быть выполнено значительно проще, чем это сделано в из.вестных конструкциях, например,проще, чем на зубошлифовальном станке Маага, Устройство это изображено в виде схемы на фиг, 15, 16 и 17,Во время обработки кольца, когда круг имеет подачу на изделие, алмаз 42 не касается круга, так как упор- ограничитель 43, укрепленный на кронштейне 44, отводит алмаз от круга (кронштейн 44 принадлежит к подвижной нижней части качающейся бабки 8). В следующий затем момент, когда шпиндель круга вместе с салазками отойдет влево (фиг. 17), ограничитель 43 останется на прежнем месте, и рычаг алмаза под действием пружины 4 о приблизится к кругу. Если круг изношен, то контакт 4 б замкнется и пошлет ток в электромагнит 57 на механизм подачи. Состояние равновесия прибора показано на фиг. 17. В виду того, что кронштейн 47, поддерживающий ось качания рычага алмаза, укреплен на подвижной части бабки 3, создается в продолжение некоторого времени (около секунды) равновесное состоя. ние, во время которого салазки шпинделя устанавливаются в нужное положение с учетом износа круга. Соотношение плеч 1 и 1, таково (1,) 1), что при исходном положении круга, в случае, если он изношен, контакт 4 б замыкается даже при незначительной величине износа,Электромагнит 57, связанный с контактом 46 (фиг. 18), действуя своим сердечником через стопор 34 и рычаг 23 на поворот гайки 22 (фиг. 8), двигает круг в сторону изделия до тех пор, пока алмаз не коснется круга и не разорвет цепь. Таким образом круг поддерживается в нужном положении в течение всего времени работы станка непрерывно, в промежутках времени, когда сменяется изделие.Установка механизма подач на новое кольцо происходит следующим образом, Пружина, изображенная на фиг. 12, производила через посредство рычага 30 и затем рычага 23 движение подачи круга на изделие и откат круга в исходное положение; теперь в конце холостого качатель. ного движения шлифовальной бабки, т. е. в то время, как меняется кольцона рабочей головке, пружина возвращается в сжатое состояние клином 39 (фиг, 14), действующим от неподвижного упора, изображенного на фиг. 14 условно. Этот клин выполнен в виде вилки; на фиг. 12 он показан пунктиром. Непосредственное действие клина воспринимается поворотными ушками 37 (фиг. 12), которые становятся в горизонтальное положение, как указано на фиг. 12, только тогда, когда рычаг подач сработает полностью. В остальное время работы механизма ушки 37 остаются в вер. тикальном положении и клин 39 ра. ботает вхолостую. После этого начинается новый цикл работы механизма подач.Следующим механизмом, электрически связанным с уже рассмотренными частями станка, является рабочая головка, на которой крепятся изделия.На фиг. 4 головка изображена с механизмом, развернутым на плоскости чертежа, что нагляднее поясняет ее работу. Конструктивная схема головки изображена на фиг. 19,Головка представляет собою систему, скрепляющую четыре основные части: два шпинделя 53 и два мотора 54, бб. Каждый мотор работает на свой шпиндель. Головка служит для вращения изделия во время его обработки и сама она повертывается при смене изделия на 180 .После изготовления станка, т. е, после его сборки, патроны шпинде. лей 53 шлифуются в собранном виде при помощи кругов самого же станка. Эта операция производится совершенно так же, как на станке ВанНорман. Затем на патрон шпинделя надевается изделие и начинается его обработка. В момент, когда кольцо обработано до заданного размера, электроминиметр выключает мотор 54 и одновременно включает второй мотор бб. В виду того, что второй мотор находится уже в это время через червячный редуктор 48, 50 (фиг. 4) в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 41, он начинает поворачивать головку в ту или иную сторону на 180. Первый мотор, как указывалось выше, в это время выключен и не работает. Повернув головкуна 180, второй мотор приходитв рабочее положение; вращение головки при помощи муфты 49, кулачкаб 1 и неподвижного кулачного диска55 выключается; магнитный стопор 52стопорит головку (фиг, 4 и 5) и происходит обработка изделия. В этовремя первый мотор, придя в нерабочее положение, не вращает шпинделя, на котором заменяется кольцо.Между тем, этот мотор являетсяуже включенным для нового поворота головки в обратную сторонуна 180, поскольку его червячныйредуктор при помощи кулачка 51в это время уже включен и готовпри пуске мотора (т. е. при новомконтактировании электроминиметра)поворачивать всю рабочую головку.Таким образом, поворачивание рабочей головки на 180 происходитпри помощи переключения моторов,управляемых электроминиметрами.Самое вращение рабочей головкиможет быть выбрано или в однусторону, тогда понадобится применение скользящих контактов для подводки тока, или попеременно в туи другую сторону, тогда надобностьв скользящих контактах отпадает.Помимо сказанного, на рабочейголовке должны быть предусмотреныследующие устройства, показанныеусловно:а) устройство, приподнимающеерычаг миниметра в момент переменыизделия;Ь) магазин загрузки рабочего шпинделя;с) ходовой винт продольного ходаголовки для ее установки при наладке станка;Й) предохранительные кожухи длязащиты головки от абразивной пылии охлаждающей жидкости.Последний пункт необходимо отнести также и ко всему станку в целом,Предмет изобретения,1. Автоматический станок для шлифования желобков у внутренних колец шарикоподшипников, ооличаю. щийся применением поворотной головки 1 для изделия и двух расположенных по обе ее стороны бабок 3 со шлифовальными кругами, помещенных на сдвигаемых и. раздвигаемых станинах 8 и имеющих привод для качания, подачи и отвода с компенсацией износа кругов (фиг, 1 - 3),2. Форма выполнения станка по п. 1, отличающаяся тем, что механизм для качания бабки 3 выполнен в виде установленного в ней регулируемого по длине кривошипа 17, помещенного концом с камнем 1 б в переставной кулисе 1 б и вращаемого через пере. дачу от электродвигателя б, уста новленного на бабке 3 и служащего также для вращения шлифовального круга (фиг, б, 7, 9, 11).3. В станке по. п, 1 применение для подачи круга храпового механизма, отличающегося тем, что для регулирования величины подачи, переключения ее с крупной на мелкую и выключения применена пластинка Зб, укрепленная над поверхностью храповика 2 б на поворотном вокруг его оси подпружиненном рычаге ЗО, застопориваемом в требуемом поло. жении электромагнитами 31, управляемыми обмеряющими шлифуемое изделие электроминиметрами, и воз. действующем на собачку Зб храпового колеса 27, связанного с гайкой 22 ходового винта 19 подачи бабки 3, с целью отвода шлифо валь ного круга (фиг. 8, 14, 12).4, Форма выполнения механизма по п. 3, отличающаяся тем, что, с целью компенсации износа круга стопор 34, ограничивающий поворот рычага ЗО вместе с несущим собачку Зб рычагом 23, находится под действием электромагнита 57 в цепи, один из контактов которой помещен на установленном на салазках попе. речной подачи рычаге, несущем против шлифовального круга алмаз 42 и ограниченном в своем качании упором 43, установленным на направляющих этих салазок (фиг, 15 - 18).5, форма выполнения станка по и. 1 отличающаяся тем, что в поворотной головке 1 для изделий установлены отдельные для каждого шйинделя о 3 электродвигатели 54, Я, приводимые в действие обмеряющими изделие электроминиметрами 7 и связанные с центральным неподвижным зубчатым колесом 41 через передачи со сцепными муфтами 49, управляемыми неподвижным кулачным диском бб (фиг. 4 и 5).