Станок для ленточного шлифования и полирования спиральных пружин

Станок для ленточного шлифования и полирования спиральных пружин

Реферат

 

Изобретение относится к области обработки сложнопрофильных поверхностей абразивными лентами и может быть использовано при обработке преимущественно спиральных пружин. Станок для ленточного шлифования и полирования спиральных пружин, содержащий установленную на станине раму с расположенными на ней устройством базирования пружины, лентопротяжным механизмом и бесконечной шлифовальной лентой с петлей, сформированной посредством огибания ею витка пружины, дополнительно снабжен узелом поворота устройства базирования и лентопротяжного механизма относительно друг друга, причем ось их поворота размещена в плоскости вращения бесконечной шлифовальной ленты, перпендикулярна станине и расположена в пределах петли ленты. Станок дополнительно содержит на раме механизм прижима бесконечной шлифовальной ленты к приводному ролику и состоит из бесконечного ремня и не менее двух роликов, один из которых кинематических связан с приводным роликом, а второй подпружинен. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области обработки сложнопрофильных поверхностей абразивными лентами и может быть использовано при обработке преимущественно спиральных пружин.

Известно устройство для ленточного шлифования сложнофасонных поверхностей типа, пружин, содержащее бесконечную шлифовальную ленту, лентопротяжный механизм, шпиндельную головку с магнитострикционным преобразователем, к которому крепится пружина, причем участок ее витка охватывают кольцевой петлей [1] Основным недостатком этого устройства является его ограниченная область применения обусловленная трудностями в подведении и возбуждении в пружине резонансных ультразвуковых колебаний, особенно это касается больших пружин. Кроме того, на таком устройстве невозможна обработка плотно прижатых друг к другу опорных витков, т.к. отсутствует пространство для прохождения инструмента.

Известен также станок для ленточного шлифования сложнофасонных поверхностей деталей типа пружин, содержащий установленные на станине механизм привода абразивной ленты и шпиндельную головку с магнитострикционным преобразователем и концентратором, который соединен с узлом растяжения пружины [2] Указанный станок также имеет ограниченную область применения, т.к. позволяет обрабатывать только определенный тип пружины, а именно, с закрытой навивкой. Наряду с этим узел растяжения рассчитан на пружины, изготовленные из проволоки малого диаметра.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство для шлифования пружин, содержащее установленную на станине раму с расположенным на ней лентопротяжным механизмом, устройством для базирования и задания вращения и бесконечную ленту [3] Это устройство имеет ряд недостатков, заключающихся: в возможности обработки только внутренней поверхности витка пружины; в возможности обработки пружины только с малым шагом между витками. Кроме этого, на станке невозможна обработка пружин с закрытой навивкой и опорных витков пружин сжатия.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение технологических возможностей станка за счет обработки за один проход винтовой поверхности пружин, изготовленных из проволоки или прутка большого диаметра, а также пружин с различным шагом между витками и поджатыми крайними витками.

Сущность изобретения состоит в том, что станок для ленточного шлифования и полирования спиральных пружин, содержащий установленную на станине раму с расположенным на ней устройством базирования пружины, лентопротяжным механизмом и бесконечной шлифовальной лентой с петлей, сформированной посредством огибания ею витка пружины, дополнительно снабжен узлом поворота устройства базирования и лентопротяжного механизма относительно друг друга, причем ось их поворота размещена в плоскости вращения бесконечной шлифовальной ленты, перпендикулярна станине и расположена в пределах петли ленты. Станок дополнительно содержит расположенный на раме механизм прижима бесконечной шлифовальной ленты к приводному ролику и состоит из бесконечного ремня и не менее двух роликов, один из которых кинематически связан с приводным роликом, а второй подпружинен.

При обработке изделий шлифовальной лентой с определенной зернистостью абразивных зерен в условиях охватывающего контакта, наряду с предварительным натяжением ленты, основным фактором, влияющим на силовые характеристики процесса и стойкость инструмента, оказывает длина дуги контакта. Заявляемый станок рассчитан на обработку пружин с большим диапазоном типоразмеров и поэтому использование в станке узла поворота устройства базирования и лентопротяжного механизма относительно друг друга позволяет при переходе с одного типоразмера на другой оптимальным образом расположить шлифовальную ленту по отношению к обрабатываемой поверхности витка, т.е. уменьшить до минимума площадь контакта и, тем самым, снизить значительные по величине силы резания и трения и в то же время избежать перехлеста и сминания ленты. При этом ось поворота устройства базирования и лентопротяжного механизма должна быть размещена в плоскости вращения бесконечной шлифовальной ленты, перпендикулярна станине и расположена в пределах петли ленты. Невыполнение этого устройства приведет к тому, что при обработке пружин различных типоразмеров, и, как следствие, поворота, например, лентопротяжного механизма относительно устройства базирования произойдет смещение петли за пределы обрабатываемой поверхности витка, и процесс обработки станет невозможным.

В процессе обработки в условиях охватывающего контакта, и особенно, при полном охвате участка витка лентой в ведущей ветви ленты возникают значительные по величине усилия натяжения, в результате чего может происходить проскальзывание приводного ролика относительно ленты. Исключить проскальзывание при заданных режимах и условиях обработки можно только за счет увеличения силы трения между поверхностями приводного ролика и ленты. Поэтому использование в заявляемом станке прижимного механизма, состоящего из бесконечного ремня и не менее двух роликов, один из которых кинематически связан с приводным роликом, позволяет увеличить усилие прижима и передать дополнительное тянущее усилие ремня на абразивную поверхность ленты. При этом нежесткий контакт ремня с лентой позволяет равномерно распределить усилие прижима по длине площади контакта и исключить вырывание абразивных зерен из связки. Натяжение ремня осуществляется вторым подпружиненным роликом.

Для обработки спиральных пружин с закрытой навивкой и поджатыми крайними витками в заявляемом станке используется устройство для растяжения плотноподжатых витков. Устройство находится внутри пружины и не выходит за внешний диаметр пружины. Примером такого устройства может быть устройство, состоящее из винта и двух захватов.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3, где на фиг. 1 показана схема станка вид сбоку; на фиг. 2 схема станка вид сверху; на фиг. 3 - схема устройства растяжения пружины.

Станок содержит станину 1, на которой с возможностью поворота установлена рама 2 с расположенным на ней лентопротяжным механизмом, содержащим приводной ролик 3, насаженный на вал электродвигателя 4, натяжной ролик 5, направляющие ролики 6, 7, 8, 9, опорные ролики 10, 11, 12, бесконечную шлифовальную ленту 13 с петлей 14, сформированной посредством огибания ею витка пружины 15. Натяжной ролик 5 смонтирован на скобе 16, которая прикреплена к раме 2 с помощью направляющих винтов 17, 18 и нагружена пружиной растяжения 19. Направляющие ролики 8, 9 крепятся к пластинам 20, 21 и имеют возможность перемещения вдоль паза 22, выполненного в раме 2, и поворота вокруг осей 23, 24. Фиксация пластин 20, 21 осуществляется винтами 25, 26.

Механизм прижима бесконечной шлифовальной ленты 13 к приводному ролику 3 смонтирован на раме 2 и состоит из бесконечного ремня 27 и двух роликов 28, 29. Ролик 28 кинематически связан с приводным роликом 3 зубчатой передачей (не показана), которая расположена под крышкой 30. Крышка 30 плотно поджата к раме 2 винтами 31, 32, 33, 34. Ролик 29 крепится к рычагу 35, нагружен пружиной 36 и соединен с рамой осью 37.

Устройства базирования пружины выполнено с возможностью поворота и состоит из расположенных на станине 1 стоек 38, 39, на которых установлены валы 40, 41. На валы 40, 41 насажены шкивы 42, 43, соединенные клиноременной передачей 44 со шкивом 45, мотор редуктора 46. Валы 40, 41 зафиксированы в блоках 47, 48 и контактируют с регулировочными винтами 49, 50. Для предотвращения самопроизвольного смещения пружины 15 вдоль валом 40, 41 на их поверхности выполнены буртики 51, 52 с канавкой.

Узел поворота содержит кинематическую пару в виде вала 53, впрессованного в станину 1, втулку 54, крепящуюся на раме 2, пазы 55, отверстия 56 и фиксирующие элементы 57-64, и выполнен таким образом, что ось поворота устройства базирования и лентопротяжного механизма размещена в плоскости вращения бесконечной шлифовальной ленты 13, перпендикулярна станине 1 и расположена в пределах петли 14 ленты. В станке предусмотрена возможность реверсирования движения ленты 13 и пружины 15, что при недостаточном съеме материала позволяет без переустановки пружины производить ее обработку.

Устройство растяжения состоит из винта 65 и двух захватов 66, 67, в которых выполнены отверстия для заправки в них концов пружины.

Станок работает следующим образом.

Перед запуском станка производят его наладку. Для этого пружину 15 устанавливают на валы 40, 41, пропустив при этом ее конец через петлю 14 ленты 13. Исходя из размера пружины 15, вращением винтов 49, 50 задают определенное расстояние между волами 40, 41. Перемещение пластин 20, 21 по пазу 22, выполненному в раме 2, и поворотом их вокруг осей 22, 23 задают форму петле 14. Узлом поворота с целью оптимального расположения шлифовальной ленты 13 на обрабатываемой поверхности витка с помощью пары вал 53 втулка 54 пазов 55 и отверстий 56, выполненных в раме и станине, поворачивают устройство базирования и лентопротяжный механизм относительно друг друга и фиксируют их положение винтами 57-64. Включают станок. Одновременно включаются электродвигатель 4 и мотор-редуктор 46. При этом приводной ролик 3 двигателя 4 задает перемещение ленты 13 и посредством зубчатой передачи вращает ролик 28, который приводит в движение бесконечный ремень 27. Мотор-редуктор 46 через шкив 45 клиноременную передачу 44 и шкивы 42, 43 приводят во вращение валы 40, 41. Вращаясь, валы 40, 41 вращают пружину и одновременно продвигают вперед пружину 15 через петлю 14 ленты 13. Цикл обработки заканчивается после полного прохождения пружиной 15 петли 14.

При переходе на другой типоразмер пружины необходима переналадка станка.

Для обработки пружин с плотноподжатыми витками в станке предусмотрено устройство растяжения. Его установку производят после того, как конец пружины 15 уже пропущен через петлю 14. Отогнутые витки пружины 15 вводят в отверстие, выполненные в захватах 66, 67, и, вращая винт 65, растягивают пружину до момента, когда расстояние между витками не будет препятствовать прохождению ленты 13.

Предлагаемый станок позволяет производить обработку пружин с большим диапазоном типоразмеров, с различным шагом между витками и поджатыми крайними витками.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 878513, кл. В 24 В 21/16, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР N 1590346, кл. В 24 В 21/18, 1990.

3. Патент США N 2860455, кл. 51-139, 1958 (прототип).

Формула изобретения

1. Станок для ленточного шлифования и полирования спиральных пружин, содержащий установленную на станине раму с расположенными на ней устройством базирования пружины, лентопротяжным механизмом и бесконечной шлифовальной лентой с петлей, сформированной посредством огибания ею витка пружины, отличающийся тем, что станок дополнительно снабжен узлом поворота устройства базирования и лентопротяжного механизма относительно друг друга, причем ось их поворота размещена в плоскости вращения бесконечной шлифовальной ленты, перпендикулярна станине и расположена в пределах петли ленты.

2. Станок по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит на раме механизм прижима бесконечной шлифовальной ленты к приводному ролику лентопротяжного механизма и состоит из бесконечного ремня и по меньшей мере из двух роликов, один из которых кинематически связан с приводным роликом, а второй подпружинен.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3