УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУСТОРОННЕГО ШЛИФОВАНИЯ ТОРЦОВ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к шлифованию торцов цилиндрических деталей типа роликов подшипников качения.
Известно устройство для двусторонней финишной обработки торцов цилиндрических деталей, содержащее два вращающихся абразивных круга и вращающийся загрузочный диск с устройством для установки деталей в виде расположенных по окружности диска втулок (см. патент РФ №2264904, МПК В24В 7/17, опубл. 2005.11.27).
Известно также наиболее близкое по технической сути к заявляемому устройство для двустороннего шлифования торцов деталей, содержащее два оппозитно расположенных шлифовальных круга и вращающийся загрузочный диск-сепаратор с устройством для установки обрабатываемых деталей в виде втулок, расположенных по окружности на периферии диска (Моделирование технологических процессов абразивной обработки. Монография. / Г.В.Барсуков, Л.Г.Вайнер, Ю.В.Василенко и др.; Под ред. Ю.С.Степанова и А.В.Киричека - М.: Издательский дом «Спектр», 2011, с.64-65).
Недостатком описанных устройств является то, что в процессе двусторонней обработки торцов деталей имеет место интенсивный и существенно-неравномерный износ базовых цилиндрических поверхностей втулок загрузочного диска - сепаратора, что снижает точность обработанных торцов и является причиной преждевременной замены втулок. Причиной интенсивного износа являются значительные переменные нагрузки и скорости скольжения в зоне контакта втулки и детали, с одной стороны, и трудность попадания капель смазочно-охлаждающей жидкости в зазор между втулкой и деталью, с другой. В то же время доказана необходимость создания условий для устойчивого вращения деталей в процессе обработки для снижения погрешностей обработанных торцов.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение точности обработки торцов деталей и снижение затрат на замену установочных элементов (втулок) загрузочного диска-сепаратора.
Решение указанной задачи достигается тем, что в устройстве для двустороннего шлифования торцов деталей, содержащем два оппозитно расположенных шлифовальных круга и вращающийся загрузочный диск-сепаратор с устройством для установки обрабатываемых деталей в виде втулок, расположенных по окружности на периферии диска, согласно полезной модели, в каждой втулке предусмотрен смазочный карман, расположенный на внутренней поверхности втулки в зоне действия максимальной нагрузки, действующей на поверхность втулки со стороны шлифовальных кругов в процессе одновременного шлифования двух противоположных торцов расположенной во втулке детали, с возможностью подачи в смазочный карман под давлением смазочно-охлаждающей жидкости. Кроме того, угловое положение смазочного кармана определяется расчетом, исходя из геометрических параметров наладки станка.
Наличие смазочного кармана, расположенного на внутренней поверхности втулки в зоне действия максимальной нагрузки, позволяет уменьшить износ цилиндрической поверхности втулки, в которой находится обрабатываемая деталь в процессе шлифования, а также создать благоприятные условия для ее вращения и, соответственно, снизить погрешность обработки.
Рассчитанное для предлагаемого устройства угловое положение смазочного кармана, исходя из геометрических параметров наладки станка, позволяет оптимизировать подачу смазочно-охлаждающей технологической жидкости в изнашиваемую зону втулки и повысить точность обработки детали - ролика.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема к определению углового положения смазочного кармана; на фиг.2 - общий вид втулки, с расположенным под углом смазочным карманом; на фиг.3 - осевой разрез втулки.
Устройство для двустороннего шлифования торцов деталей, содержит два оппозитно расположенных шлифовальных круга 1 и вращающийся загрузочный диск-сепаратор 2 с устройством для установки обрабатываемых деталей 3 в виде втулок 4, расположенных по окружности на периферии диска-сепаратора. В каждой втулке 4 предусмотрен смазочный карман 5, расположенный на внутренней поверхности втулки 4 в зоне действия максимальной нагрузки, действующей на поверхность втулки 4 со стороны шлифовальных кругов 1 в процессе одновременного шлифования двух противоположных торцов расположенной во втулке 4 детали 3, например ролика подшипника качения. В смазочный карман смазочно-охлаждающая жидкость подводится под давлением через цилиндрическое отверстие известным способом. Угловое положение смазочного кармана 5 определяется расчетом, исходя из ориентации зоны нагружения втулки 4, при заданных геометрических параметрах наладки станка (см. фиг.1). Основные расчетные зависимости приведены ниже.
Угол расположения смазочного кармана
К-
θ=π/2-φφ
где
1
2
φ=(φ+φ)/2
- угловая координата середины зоны съема припуска и, соответственно, действия тангенциальных сил резания;
1
2
φ и φ - угловые координаты границ зоны действия сил резания
,
;
.
Здесь α и γ - угловые смещения (осуществляемые при настройке) осей шлифовальных кругов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, соответственно.
в
к
2
1
2
Так при заданных параметрах наладки R=0,207м, R=0,225 м, а=0,365м, tg φ=-0,1 φ=34°, φ=-6°, φ=20° и положение смазочного кармана определяется углом θ≈62°.
Устройство работает следующим образом.
Цилиндрические детали 3, например ролики подшипников качения, загружают во втулки 4 вращающегося загрузочного диска-сепаратора 2, с помощью которого детали 3 подаются между двумя вращающимися в одну сторону инструментами - шлифовальными кругами 1 на обработку. При этом подачу деталей 3 на обработку между шлифовальными кругами 1 осуществляют посредством вращения загрузочного диска-сепаратора 2 (частота вращения 4-8 об/мин). В момент касания торцевых поверхностей детали 3 с рабочими торцевыми поверхностями шлифовальных кругов 1 деталь 3 начинает обрабатываться с вращением во втулке 4. Под действием сил резания деталь 3 оказывается прижатой к втулке в зоне расположения смазочного кармана 5. Одновременно через смазочный карман 5 под давлением (величина давления определяется эмпирически) подают смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) известным способом. Эта жидкость обеспечивает смазку и охлаждение детали 3 во время обработки ее торцов и уменьшает износ внутренней поверхности втулки 4 в зоне ее контакта с деталью 3. При вращении загрузочного диска-сепаратора 2 он увлекает за собой цилиндрические детали 3, которые при одновременном поступательном и вращательном движении подвергаются обработке шлифовальными кругами 1.
Такие конструктивные условия подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону взаимодействия детали и втулки положительно сказываются на качестве и точности обработанных торцевых поверхностей деталей за счет создания благоприятных условий для необходимого вращения детали и снижения износа базовой цилиндрической поверхности втулки.
В отличие от аналогов предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности обработки торцов деталей и снижение затрат на замену установочных элементов (втулок) загрузочного диска-сепаратора за счет уменьшения износа базовых цилиндрических поверхностей втулок. Уменьшение износа достигается оптимизацией характеристик работы пары трения при надежном разделении трущихся поверхностей в зоне их нагружения слоем смазочно-охлаждающей жидкости.