СИСТЕМА "ПРИСПОСОБЛЕНИЕ-СПУТНИК-ЗАГОТОВКА"

Полезная модель относится к изготовлению несущих узлов специального назначения для тяжелых машин, состоящих из разъемных вращающихся относительно друг друга тонкостенных сложнопрофильных по диаметру кольцевых деталей больших диаметров (более 1500 мм), по крайней мере, с ответственными трущимися поверхностями, например, поверхностями шариковых дорожек.
При изготовлении тонкостенных сложнопрофильных кольцевых заготовок большого диаметра возникают существенные отклонения от заданных геометрических размеров, а именно, овальность, кривизна, которую корректируют с помощью оправки.
Известен способ правки кольцевых деталей, в котором правку совмещают с термообработкой и осуществляют вне печи на оправке, создавая температурный градиент между оправкой и деталью, обеспечивающий заданный натяг (авторское свидетельство №245825, МПК C21d, опубл. 11.VI.1969, Бюллетень №20).
Недостатком известного способа является высокая трудоемкость правки и не возможность получить сложнопрофильную деталь с точными геометрическими размерами.
Задачей изобретения является получение сложнопрофильных кольцевых деталей больших диаметров, подвергаемых в процессе формирования профиля основных рабочих поверхностей механической обработке и поверхностной закалке токами высокой частоты, с геометрическими размерами в пределах допустимых величин без правки заготовки и требуемой твердости основных ответственных рабочих поверхностей.
Поставленная задача достигается тем, что в системе «приспособление-спутник-заготовка» для изготовления тонкостенных кольцевых деталей большого диаметра переменного по высоте контура сечения с основными ответственными (точными) рабочими поверхностями на наружной или внутренней поверхности детали, для обеспечения жесткости заготовки в осевом и радиальном направлении в процессе механической и/или термической закалки кольцевое приспособление-спутник выполнено в виде бесступенчатого кольца, наибольший диаметр которого соответствует наименьшему допускаемому конструкцией детали диаметру на внешней или внутренней поверхностях, на которой отсутствуют точные рабочие поверхности, а заготовка контурообразующим выступом неподвижное и беззазорно, по меньшей мере, со стороны торца приспособления-спутника, сопряжена с торцовой поверхностью приспособления-спутника, при этом жесткость приспособления-спутника, по меньшей мере, в 2 раза превышает жесткость заготовки, а коэффициент линейного расширения материала, из
которого выполнено приспособление-спутник, равен или приближен к коэффициенту линейного расширения материала, из которого выполнена заготовка, а в контурообразующем выступе заготовки выполнены диаметрально расположенные (ориентированные) отверстия под крепежные элементы для неподвижного соединения с приспособлением-спутником, а в корпусе кольцевого приспособления-спутника выполненные ответные указанным отверстиям вертикальные сквозные отверстия под крепежные элементы.
Целесообразно для обеспечения дополнительной жесткости заготовки в радиальном направлении, в стенках приспособления-спутника со стороны торца, свободного от заготовки предусмотреть радиально расположенные регулируемые в радиальном направлении винты, на торцах которых выполнены упорные (контактообеспечивающие) площадки, обеспечивающие жесткий контакт с наиболее удаленной поверхностью заготовки.
Предпочтительно на приспособлении-спутнике со стороны свободного от заготовки торца выполнено основание.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено крепление заготовки на приспособлении-спутнике.
Система «приспособление-спутник-заготовка» для изготовления тонкостенных кольцевых деталей большого диаметра включает заготовку 1 переменного по высоте контура сечения с основными ответственными (точными) рабочими поверхностями на наружной или внутренней поверхности детали.
Получение тонкостенных сложнопрофильных кольцевых деталей большого диаметра с рабочими поверхностями точных геометрических размеров и требуемой твердости с сохранением конфигурации и размеров в пределах допускаемых величин является одной из серьезных и сложных задач машиностроения, т.к. при изготовлении указанных деталей возникают существенные отклонения от заданных геометрических размеров, а именно, овальность, кривизна, которую корректируют с помощью оправки, и т.д.
Предлагается для обеспечения жесткости заготовки в осевом и радиальном направлении в процессе механической и/или термической закалки использовать формоудерживающее (формообеспечивающее) кольцевое приспособление-спутник 2, которое выполнено в виде бесступенчатого кольца, диаметр которого соответствует наименьшему допускаемому конструкцией детали диаметру внешней или внутренней поверхности, на которой отсутствуют точные рабочие поверхности.
Для неподвижного соединения заготовки с приспособлением-спутником в контурообразующем выступе 3 корпуса заготовки выполнены вертикальные (вдоль оси заготовки) диаметрально расположенные (диаметрально ориентированные) сквозные отверстия 4 под крепежные элементы 5. Указанные отверстия могут совпадать с отверстиями под крепежные элементы в соответствии с чертежом детали, т.е. отверстия совпадают с
конструктивными отверстиями кольцевой детали, с помощью которых кольцевые детали крепятся между собой и/или к машине.
В кольцевом приспособлении-спутнике, в соответствии с месторасположением сквозных вертикальных отверстий под крепежные элементы в заготовке, предусмотрены сквозные отверстия 6 ответные сквозным вертикальным отверстиям заготовки.
Заготовка контурообразующим выступом 3 неподвижное и беззазорно, по меньшей мере, со стороны торца приспособления-спутника, сопряжена с торцовой поверхностью (торцем) приспособлеия-спутника.
Для достижения технического результата жесткость приспособления-спутника, по меньшей мере, в 2 раза превышает жесткость заготовки, а коэффициент линейного расширения материала, из которого выполнено приспособление-спутник, равен или приближен к коэффициенту линейного расширения материала, из которого выполнена заготовка.
В зависимости от месторасположения на заготовке профилеобразующих точных (ответственных) рабочих поверхностей, подвергаемых черновой и чистовой механической обработке и поверхностной закалке токами высокой частоты, заготовку устанавливают либо на формоудерживающее кольцевое приспособление-спутник (при этом профилеобразующие точные рабочие поверхности расположены на внешней поверхности заготовки) либо в формоудерживающее кольцевое приспособление-спутник (при этом профилеобразующие точные рабочие поверхности расположены на внутренней поверхности заготовки).
Для обеспечения дополнительной жесткости заготовки в радиальном направлении, в стенках приспособления-спутника со стороны торца, свободного от заготовки предусмотрены радиально расположенные регулируемые в радиальном направлении винты, на торцах которых выполнены упорные (контактообеспечивающие) площадки 7, обеспечивающие жесткий контакт с наиболее удаленной поверхностью заготовки. Контакт упорных площадок с поверхностью заготовки осуществляют после неподвижного закрепления заготовки к приспособлению-спутнику.
На приспособлении-спутнике со стороны свободного от заготовки торца выполнено основание 8.
Такое заневоливание заготовки в осевом и радиальном направлениях для осуществления последующих операций механической обработки и поверхностной закалки токами высокой частоты профилеобразующих основных рабочих поверхностей позволит получить деталь с сохранением конфигурации и размеров в пределах допустимых величин.