Механизмы осцилляции суперфинишных станков

Для сообщения абразивному инструменту колебательных движений предназначены механизмы осцилляции суперфиниш­ных станков. По принципу действия и конструктивному испол­нению их подразделяют на электромеханические, пневматиче­ские и гидравлические. Ниже рассмотрены некоторые конст­рукции этих механизмов, наиболее часто встречающиеся в со­временных суперфинишных станках.

Механизм осцилляции, показанный на рис. 3.8, является унифицированным узлом отечественных суперфинишных стан­ков. На осциллирующих каретках 20 и 23 расположены инстру­ментальные головки или одна инструментальная головка и про­тивовес. Перемещение кареток осуществляют два эксцентрика 14 и 15, установленные на приводном валу 13. Эксцентрики по­средством шатунов 21 и 22 связаны с осциллирующими карет­ками 20 и 23. Эксцентриситеты обоих эксцентриков равны по значению, но расположены диаметрально противоположно, по­этому каретки перемещаются в противоположных направлени­ях. Благодаря этому обеспечивается динамическая сбалансиро­ванность системы.

Осциллирующие каретки 20 и 23 перемещаются по направ­ляющим качения 16 и 17 с предварительным выбором зазора. Ре­гулировку зазора в роликовых направляющих осуществляют вин­тами 18 при отпущенных винтах, крепящих нижние направляющие 17. Ход кареток устанавливают в пределах 0,5-5 мм, для чего от­пускают гайки 7. Зубчатая муфта 8 под действием пружины 9 от­ходит влево и рассоединяет вал 13 и промежуточную втулку 12. Втулка 12 связана с эксцентриками 14 и 15. Удерживая вал 13 от проворота, вращением шкива 11 и связанной с ним втулки 12 про­изводят разворот эксцентриков относительно вала 13. Ход уста­навливают по лимбу 10, а затем затягивают гайки 7. При обработке конусов плиту 5 с осциллирующими каретками 20 и 23 разворачи­вают на половину угла конуса винтами 1 и 4 по лимбу 2 при отпу­щенных гайках 3 и 19. Смазывание направляющих качения произ­водят через масленки 6. Радиальные подшипники заполнены смаз­кой литол 24 ГОСТ 21150-75*.

На рис. 3.9 показана суперфинишная головка автомата мо­дели ЛЗ-261 для суперфиниширования поверхности дорожек качения наружных и внутренних колец шарикоподшипников.

Головку устанавливают в корпусе суппорта, с помощью ко­торого осуществляют ее подвод в зону обработки. Головка со­общает бруску качательное осциллирующее движение, ввод бруска в желоб обрабатываемого кольца и прижим его с задан­ным усилием. Головка состоит из следующих основных деталей: гильза 11, шпиндель 10, пневматический цилиндр 7, державка 2 с шлифовальным бруском 1. Шпиндель 10 установлен в гильзе 11 на двух конических роликоподшипниках 12. На правой шей­ке шпинделя закреплен рычаг, соединяющий шпиндель с приво­дом качания, на левом торце шпинделя — фланец 9, в котором расположены мембранный пневматический цилиндр 7 и крон­штейн с двумя полуосями 14. На «ласточкином хвосте» крон­штейна 3 расположена державка 2 со шлифовальным бруском 1. Размеры державки бруска зависят от габаритных размеров обра­батываемого кольца и желоба.

Подвод и прижим бруска производят пневмоцилиндром 7 че­рез шток 6 и вилку 4, установленную на кронштейне 3. Отвод бруска в исходное положение осуществляет пружина 13 при по­даче сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра 7. Усилие пружины 13 выбрано таким образом, чтобы отвод бруска происходил даже при отсутствии давления воздуха в пневмоци­линдре 7. Регулируемый упор 5 ограничивает отвод бруска. Уси­лие прижима бруска устанавливают редукционным клапаном в пределах 20-300 Н, причем давление на манометре 0,1 МПа соот­ветствует усилию прижима бруска в 100 Н. При износе или по­ломке бруска замыкается низковольтный упор 15, который дает команду на отключение станка. Привод качания бруска осущест­вляется от двухскоростного электродвигателя (N = 0,45/0,75 кВт, n = 1420/2820 мин-1) через клиноременную передачу со ступенча­тыми шкивами, обеспечивающими 380, 540, 720, 770, 1100 и 1400 дв. ход/мин бруска. Угол качания бруска задают с помощью эксцентрика, расположенного в расточке шкива клиноременной передачи, и устанавливают по шкале 8.

Механизм осцилляции с направляющими на воздушной по­душке фирмы Seibu (Япония) приведен на рис. 3.10. На цилинд­рических направляющих 1 и 7, закрепленных в проушинах кор­пуса 9, установлены каретки 3 и 6, которые с помощью пружин 2 и 8 прижимаются к эксцентрику 4. Вращающийся эксцентрик сообщает кареткам быстрое возвратно-поступательное движе­ние. Каретки помещены на подшипниках скольжения 5 с воз­душной подушкой, благодаря чему обеспечивается спокойная и бесшумная работа механизма. Подвод сжатого воздуха к под­шипниковым опорам производят через отверстия в корпусе ка­ретки. Рабочее давление сжатого воздуха 0,3-0,5 МПа. Для нор­мальной работы механизма на каждой каретке должны быть ус­тановлены инструментальная головка или противовес.

Отсутствие непосредственного контакта металлических де­талей при наличии воздушного зазора значительно увеличивает надежность и долговечность работы механизма, что обеспечива­ет высокую точность перемещения инструмента в течение дли­

тельного срока эксплуатации. Вращение эксцентрика осуществ­ляется от вала 10, который приводится во вращение непосредст­венно от электродвигателя. Частота колебаний инструменталь­ных головок составляет 1000 и 1500 дв. ход/мин в зависимости от установленного электродвигателя. Мощность электродвига­теля соответственно 0,2 кВт или 0,4 кВт. Амплитуду колебаний выбирают в пределах 0,5-5 мм. Изменение амплитуды произво­дят путем замены эксцентрика.

На рис. 3.11 приведена схема одного из пневматических ме­ханизмов осцилляции фирмы Supfina (Германия), в котором энер­гия сжатого воздуха преобразуется в безударное колебательное движение. Механизм представляет собой систему осцилляции с полным уравновешиванием колеблющихся масс. Механизм рабо­тает следующим образом. Сжатый воздух подводят к пусковому золотнику 3 возбудителя через штуцер 2. Перемещением золот­ника 3 от кнопки 1 механизм включают в работу. При этом пор­шень 9 начинает совершать возвратно-поступательные движения, автоматически закрывая и открывая отверстия для впуска и вы­пуска воздуха. Корпус 10 механизма возбудителя и направляю­щая 7, на которой он закреплен, также начинают совершать воз­вратно-поступательные движения, но в обратном направлении. От направляющей 7 колебания через пружины 4 передаются кор­пусу 8 с установленными на нем инструментальными головками. Система осцилляции уравновешена с помощью дополнительных пружин 5, базирующихся на жестко закрепленном держателе 6. Осциллирующий корпус 8 установлен на трех шариковых на­правляющих с предварительным выбором зазора.

Смазывание головки производят масляным туманом. Для нор­мальной работы необходимо, чтобы в сжатый воздух, поступаю­щий в головку, каждые одну-две минуты подавалась одна капля масла. Пуск головки происходит при давлении сжатого воздуха 0,2-0,25 МПа. Частота колебаний 2000 дв. ход/мин, амплитуда ко­лебаний 2-6 мм. Частоту и амплитуду колебаний регулируют пу­тем повышения давления сжатого воздуха с помощью редукцион­ного клапана. Расход сжатого воздуха составляет около 18 м3/ч.

VO ю

Рис. 3.10. Механизм осцилляции фирмы Seibu (Япония)

 

ІЧЧЧІЧЧ^ЧЧЧЧЧЧЧЧЧ^ЧЧЧу Рис. 3.11. Пневматический механизм осцилляции фирмы Supfina (Германия)

Рис. 3.12. Механизм осцилляции суперфинишного станка модели SZASLE-50×500

Блок осцилляции станка модели SZASL 50×500 фирмы Mik — rosa (Германия) представлен на рис. 3.12. Осцилляцию брусков осуществляют с помощью двух рабочих поршней 3 и 9, связан­ных между собой кареткой 1, на которой устанавливают инст­рументальные головки.

Масло через отверстие 15 и канал 17 в корпусе 6 поступает под торец поршня 3 и перемещает его и связанный с ним пор­шень 9 влево. В крайнем левом положении поршня 9 масло из от­верстия 16 через проточку в поршне 9, канал 11 и обратный кла­пан 10 подается под торец золотника 12 и перемещает его также влево. Теперь масло из отверстия 15 по каналу 14 поступает под торец поршня 9 и перемещает его и связанный с ним поршень 3 вправо. По каналу 17 через отверстие 13 масло сливается из-под торца поршня 3, а из отверстия 16 через проточку в поршне 3, ка­нал 18 и обратный клапан 19 оно поступает под торец золотника 12 и перемещает его вправо. Цикл повторяется. Таким образом, каретка и закрепленные на ней инструментальные головки со­вершают возвратно-поступательные движения. Втулки 4 и 7 под действием пружин 2 и 8 прижимаются к конической поверхности винта 5. При вращении винта 5 расстояние между отверстиями втулок 4 и 7 и отсеченными кромками поршней 3 и 9 изменяется, что приводит к изменению хода поршней, а следовательно, и к изменению амплитуды колебаний шлифовальных брусков. Частота колебаний брусков при давлении масла 0,2 МПа и ам­плитуде 2 мм составляет 1800 дв. ход/мин.