ГОЛОВКА ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ УПОРНЫХ ЦЕНТРОВ ВАЛЬЦЕШЛИФОВАЛЬНОГО СТАНКА

Предлагаемая полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована в вальцеобрабатывающих, в частности, в тяжелых вальцешлифовальных станках, предназначенных для обработки деталей в упорных центрах.
При обработке крупногабаритных, имеющих массу 20-50 тонн, деталей (например, прокатных валков) на вальцешлифовальных станках, деталь обычно закрепляют в упорных (невращающихся) центрах. В процессе вращения детали во время обработки происходит постепенное изнашивание центров и точность обработки становится неприемлемой. Центры нужно периодически снимать со станка и перешлифовывать на обычных круглошлифовальных станках, закрепляя в патроне станка.
Для перешлифовки, чаще всего, используют штатные шлифовальные бабки круглошлифовальных станков, описанные, в частности, в книге «Металлорежущие станки в 2 т. Т. 2 /В.В. Бушуев, А.В. Еремин, А.А. Какойло и др. Под ред. В.В. Бушуева. Т. 2 - Машиностроение, 2011» на стр. 284-285 и проиллюстрированные рис. 11.18.
Указанные шлифовальные бабки, являющиеся аналогами предлагаемой, содержат шпиндельный узел (шпиндель, закрепленный в корпусе на подшипниках), шлифовальный круг, установленный на выходном конце шпинделя, шкив, установленный на хвостовике шпинделя, электродвигатель, соединенный со шкивом с помощью ременной передачи, и основание, на котором монтируется корпус шпиндельного узла и электродвигатель.
При использовании шлифовальной бабки-аналога шлифовальный круг выполняют коническим, а бабку устанавливают на направляющих круглошлифовального станка так, чтобы ось вращения ее шпинделя была параллельна оси вращения подлежащего перешлифовке центра, закрепленного в патроне станка. Далее двигатель бабки и двигатель вращения патрона круглошлифовального станка приводят в движение и, перемещая бабку по направляющим, производят перешлифовку. Завершив ее, упорный центр из патрона круглошлифовального станка извлекают, устанавливают на вальцешлифовальный станок, где он работал до перешлифовки, и эксплуатируют дальше.
В процессе перешлифовки упорного центра на круглошлифовальном станке с помощью шлифовальной бабки-аналога качество перешлифовки не всегда оказывается удовлетворительным. Это вызвано, во-первых, погрешностями установки и вращения перешлифовываемого центра на круглошлифовальном станке и, во-вторых, вибрациями шпинделя бабки, обусловленными работой ременной передачи (такая передача имеет принципиальную особенность - упругое скольжение ремней по шкиву, что влечет за собой скачкообразное трение).
Повысить качество перешлифовки можно, исключив ременную передачу. Это сделано путем изменения конструкции шпиндельной бабки-аналога и превращения ее в шлифовальную головку, описанную в той же книге («Металлорежущие станки в 2 т. Т.2. Под ред. В.В. Бушуева.»), но на стр. 112, и проиллюстрированную рис. 4.14.
Эта шлифовальная головка, принятая нами за прототип, включает в себя основание и установленный на нем корпус, электрошпиндель (мотор-шпиндель), размещенный внутри корпуса, и шлифовальный круг, закрепленный на выходном конце электрошпинделя.
Применяют головку-прототип точно так же, как бабку-аналог: шлифовальный круг делают коническим, головку устанавливают на круглошлифовальном станке, перешлифовываемый упорный центр закрепляют в патроне станка, а затем, вращая круг, осуществляют главное движение, требуемое для обработки, а вращая шпиндель станка производят окружную подачу обрабатываемого центра.
Качество перешлифовки упорного центра с помощью головки-прототипа оказывается выше, чем при использовании бабки-аналога, поскольку исключена ременная передача. Вместе с тем остаются погрешности обработки, обусловленные установкой центра на круглошлифовальном станке. Это и погрешность базирования центра в патроне, и биение шпинделя круглошлифовального станка, и др. Повысить точность перешлифовки, однако, можно если обрабатывать упорный центр, не снимая его с вальцешлифовального станка, где он обычно эксплуатируется. Но в таком случае шлифовальная головка, используемая при перешлифовке, должна быть усовершенствована - она должна обеспечивать и главное движение, требуемое для обработки (вращение круга относительно своей оси) и движение окружной подачи круга относительно оси перешлифовываемого центра, поскольку на вальцешлифовальном станке упорный центр не вращается.
Таким образом, полагая, что задачей разработки предлагаемой полезной модели является дальнейшее повышение точности перешлифовки упорных центров, технически решение этой задачи можно реализовать путем создания шлифовальной головки, которая позволяла бы совершать шлифовальному кругу и главное движение, и движение окружной подачи. Конструктивно такое решение в предлагаемой полезной модели обеспечено тем, что шлифовальная головка, содержащая основание и установленный на нем корпус, электрошпиндель, размещенный внутри корпуса, и шлифовальный круг, закрепленный на выходном конце электрошпинделя, отличается от прототипа тем, что основание снабжено элементами крепления на планшайбе вальцешлифовального станка, расположенными в одной плоскости, первой прямолинейной направляющей, параллельной плоскости расположения элементов крепления, и механизмом перемещения корпуса не ней, корпус выполнен в виде углового кронштейна снабженного второй прямолинейной направляющей, расположенной в одной плоскости с первой, и механизмом перемещения электрошпинделя по ней, при этом вторая направляющая выполнена с возможностью перемещения электрошпинделя относительно направления возможного перемещения корпуса под углом в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения элементов крепления основания, при этом электрошпиндель установлен параллельно второй направляющей.
На фиг. 1 показана конструкция предполагаемой головки.
Она включает в себя основание 1 и установленный на нем корпус 2, электрошпиндель 3, размещенный внутри корпуса 2, и шлифовальный круг 4, закрепленный на выходном конце электрошпинделя 3. Основание снабжено элементами крепления 5 на планшайбе вальцешлифовального станка, расположенными в одной плоскости, первой прямолинейной направляющей 6, параллельной плоскости расположения элементов крепления 5, и механизмом перемещения 7 корпуса 2 по ней. Корпус выполнен в виде угловатого кронштейна, снабжен второй прямолинейной направляющей 8, расположенной в одной плоскости с первой 6, и механизмом перемещения 9 электрошпинделя 3 по ней. Вторая направляющая 8 выполнена с возможностью перемещения электрошпинделя 3 относительно направления возможного перемещения корпуса под углом в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения элементов крепления 5 основания 1, а электрошпиндель 3 установлен параллельно направляющей 8. При этом обе направляющие в поперечном сечении имеют форму ласточкина хвоста.
При использовании головки ее устанавливают на планшайбе П вальцешлифовального станка и включают электрошпиндель 3. Затем с помощью механизма 9 электрошпиндель перемещают по направляющей 8 до взаимодействия круга 4 с задним упорным центром станка ЗЦ, как показано на фиг. 1. После этого, с помощью механизма 7 перемещают корпус 2 головки, по направляющей 6, устанавливая глубину резания, нужную для перешлифовки ЗЦ, и включают главный двигатель вальцешлифовального станка, приводя во вращение планшайбы П. Начинается движение окружной подачи круга 4 и выполняется перешлифовка ЗЦ. После ее завершения двигатель станка выключают, вращение планшайбы П прекращается, и с помощью механизма 9 электрошпиндель 3 перемещают по направляющей 8 до взаимодействия круга 4 с передним центром станка. С помощью механизма 7 перемещая корпус 2 головки по направляющей 6 устанавливают глубину резания, нужную для перешлифовки ПЦ, и вновь включают главный двигатель станка. Планшайба П снова начинает вращаться, совершая движения окружной подачи круга 4, и производится перешлифовка ПЦ.
Таким образом, перешлифовка указанных центров осуществляется без их снятия с вальцешлифовального станка, что повышает точность перешлифовки. Кроме того, при этом более точно, чем при использовании прототипа, обеспечивается соосность перешлифовываемых центров. Такое комплексное повышение точности - есть технический результат предлагаемой полезной модели.