RU2169644C2

RU2169644C2 - Head for embracing type grinding of screws

Info

Publication number: RU2169644C2
Application number: RU99121761A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Степанов; Б.И. Афонасьев; Г.П. Жилин; А.В. Судъенко; В.О. Скачинская
Original assignee: Орловский государственный технический университет
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2001-06-27

Abstract

FIELD: abrasive working of helical surfaces of precise screws, mainly with high leading angle of turns. SUBSTANCE: head includes grinding wheel, base and body jointly connected with it. Hollow mandrel with basic mounting cone opening is arranged in body with possibility for rotation. Grinding wheel has profiled cutting surface of central opening and it is embedded into metallic bandage creating compression efforts in wheel. Bandage is joined with basic cone mounting opening of mandrel and it is fastened by means of annular disc and screws along mandrel periphery. EFFECT: enhanced quality and efficiency of working. 6 dwg ,

Description

Изобретение относится к машиностроению, к области станкостроения и может быть использовано при абразивной обработке винтовых поверхностей точных винтов, например винтов винтовых насосов, шариковых винтовых передач, преимущественно с большим углом подъема витков. The invention relates to mechanical engineering, to the field of machine tool engineering and can be used for abrasive treatment of screw surfaces of precision screws, for example, screw pumps, ball screw gears, mainly with a large angle of elevation of the turns.

Известна головка для вихревого нарезания резьбы, содержащая корпус, установленную в нем с возможностью вращения полую оправку, расположенные равномерно по периметру на внутренней поверхности оправки резцедержатели с упругими элементами и механизмами крепления резцедержателей [1]. Known head for vortex threading, containing a housing mounted in it with the possibility of rotation of the hollow mandrel, located uniformly around the perimeter on the inner surface of the mandrel tool holders with elastic elements and mounting mechanisms of tool holders [1].

Недостатком головки является невозможность использования ее для абразивной отделочной обработки винтов. The disadvantage of the head is the inability to use it for abrasive finishing processing of screws.

Известна головка доя охватывающего шлифования винтов, содержащая шлифовальный круг, основание и корпус [2]. Known head milking covering grinding screws containing a grinding wheel, base and body [2].

Недостатком известной головки является невозможность использования ее для абразивной и отделочно-полировальной обработки винтовых поверхностей винтов с большим углом подъема витков. A disadvantage of the known head is the inability to use it for abrasive and finishing polishing machining of screw surfaces of screws with a large angle of elevation of the turns.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей, повышение качества и производительности обработки за счет использования охватывающего абразивного инструмента [3], увеличивающего длину дуги и площадь контакта инструмента с деталью, повышающего точность обрабатываемой поверхности и снижающего уровень вибраций головки. The objective of the invention is the expansion of technological capabilities, improving the quality and productivity of processing through the use of covering abrasive tools [3], increasing the length of the arc and the contact area of the tool with the part, increasing the accuracy of the machined surface and reducing the level of vibration of the head.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемой головки для охватывающего шлифования винтов, содержащая шлифовальный круг, основание и шарнирно соединенный с ним корпус, при этом она дополнительно содержит установленную в корпусе с возможностью вращения полую оправку с базовым посадочным коническим отверстием, металлический бандаж с наружной конической поверхностью, кольцевой диск и винты, кроме того, шлифовальный круг выполнен с профилированной режущей поверхностью центрального отверстия и заключен в металлический бандаж, служащий для создания в круге сжимающих напряжений, сопряженный с базовым посадочным коническим отверстием оправки и по ее периферии закрепленный кольцевым диском и винтами. The problem is solved using the proposed head for covering grinding screws, containing a grinding wheel, a base and a pivotally connected body, while it additionally contains a hollow mandrel with a basic landing conical hole mounted in the body with rotation, a metal band with an outer conical surface, the annular disk and screws, in addition, the grinding wheel is made with a profiled cutting surface of the Central hole and is enclosed in a metal band, aschy for creating compressive stress in a circle conjugate with a mounting base and a tapered bore the mandrel around its periphery fixed annular disc and screws.

Сущность конструкции головки поясняется чертежами. The essence of the design of the head is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана предлагаемая головка для охватывающего шлифования винтов, вид сбоку; на фиг. 2 приведена схема наладки для охватывающей абразивной обработки винтовых поверхностей винтов предлагаемой головкой с установкой детали - винт винтового насоса в патроне и на заднем центре; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - поперечное сечение охватывающего круга для обработки выступов; на фиг. 6 - поперечное сечение охватывающего круга для обработки впадин. In FIG. 1 shows the proposed head for covering grinding screws, side view; in FIG. 2 is a setup diagram for embracing abrasive machining of screw surfaces of screws of the proposed head with the installation of the part — screw pump screw in the cartridge and in the rear center; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 2; in FIG. 5 is a cross-section of a female circle for processing protrusions; in FIG. 6 is a cross-sectional view of an enclosing circle for processing cavities.

Головка состоит из привода (не показан), шкив которого соединен ремнями 1 со шкивом 2 вращательно-подвижной полой оправки 3, установленной в корпусе 4 посредством подшипников 5. Корпус 4 шарнирно соединен с основанием 6 и может изменять угол α установки оси у-у оправки 3 при изменении объекта производства, поворачиваясь относительно точки О. Основание 6 закреплено на суппорте 7, например, токарного станка. The head consists of a drive (not shown), the pulley of which is connected by belts 1 to the pulley 2 of the rotary-movable hollow mandrel 3, mounted in the housing 4 by means of bearings 5. The housing 4 is pivotally connected to the base 6 and can change the installation angle α of the axis of the y-mandrel 3 when changing the object of production, turning relative to point O. The base 6 is mounted on a support 7, for example, a lathe.

На оправке 3 установлен шлифовальный круг 8 с профилированной внутренней режущей поверхностью, которой является центральное отверстие. Для повышения прочности в направлении действия сил инерции шлифовальный круг 8 сжат по периферии металлическим бандажом 9, одетый на круг в нагретом состоянии. При охлаждении бандаж 9 стягивает шлифовальный круг 8 и вызывает в нем сжимающие напряжения [3]. On the mandrel 3 there is a grinding wheel 8 with a profiled inner cutting surface, which is the central hole. To increase strength in the direction of inertia, the grinding wheel 8 is compressed around the periphery with a metal band 9, dressed on a circle in a heated state. When cooling, the bandage 9 tightens the grinding wheel 8 and causes compressive stresses in it [3].

Наружная поверхность 10 бандажа 9 выполнена конической, которой он сопрягается с базовым посадочным коническим отверстием оправки 3. Такая посадка еще больше увеличивает прочность круга 8 во время работы. Можно осуществить такие условия сжатия круга 8, при которых не возникнет растягивающих разрушающих напряжений от действия сил инерции при вращении круга. Крепление стянутого круга 8 в оправке 3 осуществляется кольцевым диском 11 и винтами 12. В торце кольцевого диска 11 просверлены и нарезаны сквозные отверстия, в которые ввинчены винты, представляющие собой грузики, используемые при балансировке системы круг - оправка (не показаны). The outer surface 10 of the bandage 9 is made conical, with which it mates with the base landing conical hole of the mandrel 3. This landing further increases the strength of the circle 8 during operation. You can implement such compression conditions of the circle 8, under which there will be no tensile destructive stresses from the action of inertia during rotation of the circle. The tightened circle 8 is fastened in the mandrel 3 by an annular disk 11 and screws 12. Through holes are drilled and cut into the end of the annular disk 11, into which screws are screwed, which are weights used for balancing the circle-mandrel system (not shown).

Работа головки для охватывающего шлифования винтов заключается в следующем. The work of the head for covering grinding screws is as follows.

Перед ее началом проводят настройку головки, для чего ось у-у оправки 3 располагают эксцентрично относительно оси x-x обрабатываемой детали 13 и поворачивают относительно оси, проходящей через т. 0 на угол α подъема витка винтовой поверхности, благодаря шарнирному соединению корпуса 4 с основанием 6. Before it starts, the head is adjusted, for which the axis у of the mandrel 3 is eccentrically relative to the x-x axis of the workpiece 13 and rotated relative to the axis passing through t. 0 by the angle α of the winding of the screw surface, due to the hinged connection of the housing 4 with the base 6.

При включении двигателя вращение передается ремнями 1 на шкив 2 и оправку 3. Одновременно с этим основание 6 вместе с корпусом 4 и суппортом 7 токарного станка перемещаются в продольном направлении с заданной подачей. When the engine is turned on, the rotation is transmitted by the belts 1 to the pulley 2 and the mandrel 3. At the same time, the base 6 together with the housing 4 and the support 7 of the lathe are moved in the longitudinal direction with a given feed.

При финишной абразивной обработке винтов 13 (например, винтовых насосов, имеющих профиль и размеры D, D₁, t, e, e₁, показанные на фиг. 2 и 3) предлагаемой головкой в охватывающий круг 8 вводят обрабатываемую заготовку - винт 13, закрепленную в патроне 14 шпинделя 15 бабки 16. Кругу 8 и детали 13 сообщают вращения вокруг своих осей в разных направлениях с разными скоростями v_и и v_д соответственно. Скорость назначается согласно характеристики охватывающего шлифовального круга и режущих свойств инструмента, как при обычном традиционном шлифовании. Эта независимая скорость v_и обеспечивается индивидуальным электроприводом, установленным на головке (не показан).When finishing abrasive treatment of screws 13 (for example, screw pumps having a profile and dimensions D, D ₁ , t, e, e ₁ shown in Figs. 2 and 3) with the proposed head, a workpiece is inserted into the enclosing circle 8 - screw 13, fixed in the chuck 14 of the spindle headstock 15 16. Circle of 8 and 13 report the details of rotation around their axes in different directions with different velocities v _and v _d, respectively. The speed is assigned according to the characteristics of the covering grinding wheel and the cutting properties of the tool, as in conventional traditional grinding. This independent speed v _and provides individual electric drive mounted on the head (not shown).

Скорость v_д заготовки кинематически связана со скоростью продольной подачи S_пр головки и суппорта, который имеет движение продольной подачи, равной шагу t винта за один оборот заготовки.The speed v _{d of the} workpiece is kinematically related to the longitudinal feed speed S _{pr of the} head and caliper, which has a longitudinal feed motion equal to the pitch t of the screw per revolution of the workpiece.

Охватывающий круг 8 с осью вращения y-y, установленный под углом подъема витка винтовой поверхности, эксцентрично смещают относительно оси x-x заготовки и касаются внутренней поверхностью круга обрабатываемой поверхности заготовки в т. 0 по всей высоте круга (фиг. 5 и 6). Увеличивая эксцентриситет между осями x-x и y-y, т.е. давая дополнительное перемещение S на каждый двойной ход продольной подачи суппорта в поперечном направлении кругу 8 с помощью суппорта 4, производят снятие оставленного необходимого припуска, добиваясь точности и требуемой шероховатости, окончательно профилируя выступы винтовой поверхности. The female circle 8 with the axis of rotation y-y, mounted at an angle of elevation of the winding of the helical surface, is eccentrically displaced relative to the x-x axis of the workpiece and touches the inner surface of the circle of the workpiece surface being machined at t. 0 over the entire height of the circle (Figs. 5 and 6). Increasing the eccentricity between the x-x and y-y axes, i.e. giving additional movement S to each double stroke of the longitudinal feed of the caliper in the transverse direction to the circle 8 with the help of the caliper 4, the necessary allowance left is removed, achieving accuracy and the required roughness, finally profiling the protrusions of the screw surface.

На втором переходе при обработке головкой с охватывающим шлифовальным кругом, имеющим в поперечном сечении внутреннюю рабочую поверхность в виде выступа, обрабатывают впадину заготовки (см. фиг. 6). Высота круга выбирается несколько больше величины половины шага (t/2) винта, благодаря чему ступеньки между поверхностями, обработанными на первом и втором переходах, т.е. между выступом и впадиной, не будет. At the second transition, when machining with a head with a female grinding wheel having in cross section an inner working surface in the form of a protrusion, the cavity of the workpiece is processed (see Fig. 6). The height of the circle is chosen slightly greater than the value of the half step (t / 2) of the screw, due to which the steps between the surfaces processed at the first and second transitions, i.e. between the ledge and the hollow will not be.

При небольшом шаге винта, когда не будет подрезания винтовой поверхности детали, обработку ведут за один переход одним охватывающим кругом, имеющим внутреннюю рабочую поверхность, состоящую из выступа и впадины, и окончательно профилирующую винт, при этом высота круга выбирается чуть больше шага винта (не показан). With a small step of the screw, when there is no cutting of the screw surface of the part, the treatment is carried out in one transition with one female circle having an internal working surface consisting of a protrusion and a cavity, and finally profiling the screw, while the height of the circle is chosen slightly more than the screw step (not shown )

Благодаря применению предлагаемой головки, работающей по способу охватывающего шлифования винтовых поверхностей винтов, улучшилось качество и повысилась производительность обработки за счет использования охватывающего круга и увеличения длины дуги и площади контакта круга с заготовкой, а также ликвидировалось подрезание винтовой поверхности, повысилась точность обрабатываемой поверхности, расширились технологические возможности и снизился уровень вибраций головки. Thanks to the use of the proposed head, operating by the method of covering grinding of screw surfaces of screws, the quality has improved and the processing productivity has improved due to the use of the covering circle and the increase in the length of the arc and the contact area of the circle with the workpiece, cutting of the helical surface has been eliminated, the accuracy of the machined surface has increased, technological opportunities and decreased vibration level of the head.

Источники информации
1. Авт. св. СССР N 841823, МКИ B 23 G 3/08, 1979.Sources of information
1. Auth. St. USSR N 841823, MKI B 23 G 3/08, 1979.

2. SU 1328170 А1, МКИ B 23 G 1/36, 07.12.1987 (Саратовский политехнический институт) - прототип. 2. SU 1328170 A1, MKI B 23 G 1/36, 12/07/1987 (Saratov Polytechnic Institute) - prototype.

3. Казаков В.М. Шлифование при повышенных скоростях резания. - Киев: Технiка, 1971, с. 9-11. 3. Kazakov V.M. Grinding at higher cutting speeds. - Kiev: Technics, 1971, p. 9-11.

Claims

A head for enclosing grinding of screws comprising a grinding wheel, a base and a housing pivotally connected thereto, characterized in that it further comprises a hollow mandrel with a basic tapered bore mounted in the housing rotatably, a metal band with an outer conical surface, an annular disk and screws wherein the grinding wheel is made with a profiled cutting surface of the Central hole and enclosed in a metal band, which serves to create compressive stresses in the circle a conjugate coupled to the base landing conical hole of the mandrel and fixed along its periphery with an annular disk and screws.