CZ296983B6 - Zpusob brousení obrobku, který má tvarové nepresnosti, a zarízení pro brousení obrobku - Google Patents

Abstract

Obrobek (5) se upne mezi upínací hrot (4) pracovního vretene (30) vreteníku (1) a upínací hrot (6) hrotové objímky (13) koníku (3), na obrobku (5) sebrousí lunetová plocha (8), pricemz upínací hrot (6) hrotové objímky (13) koníku (3) je ve styku s upínací oblastí (11) obrobku (5). Po brousení lunetové plochy (8) se upínací hrot (6) hrotové objímky (13) koníku (3) odtáhne od upínací oblasti (11) obrobku (5) do mezilehlé polohy, obrobek (5) se upevní v poloze na strane koníku (3) s pomocí lunety(7) a osové síly (32), smerující k upínací oblasti (11) obrobku (5) a vyvozované prítlacným cepem (21), vedeným v podélné ose (31) hrotové objímky (13) koníku (3), a poté se úplne brousí vnejsí obvodobrobku (5). Zarízení obsahuje vreteník (1) s pracovním vretenem (30) a s upínacím hrotem (4), usporádaným v podélné ose (31) pracovního vretene (30), koník (3), opatrený hrotovou objímkou (13), která má kuzelovitý upínací hrot (6), lezící v podélnéose (31) hrotové objímky (13), lunetu (7), brusnýkotouc (16), usporádaný na brusném vretenu (15), a brusný stul (2). Prítlacný cep (21) je veden v podélné ose (31) hrotové objímky (13) a ovládán pruzinovou silou pruzinového prvku (22) pro pritlacování obrobku (5) na upínací hrot (4) pracovního vretena (3) vreteníku (1), pokud upínací hrot (6) a hrotová objímka (13) koníku (3) jsou v mezilehlé poloze a mimo styk s upínací oblastí (11) obrobku (5).

Description

Způsob broušení obrobku, který má tvarové nepřesnosti, a zařízení pro broušení obrobku

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení pro broušení obrobku, který má tvarové nepřesnosti.

Dosavadní stav techniky

Ke stavu techniky patří jemné opracovávání, zejména broušení obrobků, přičemž tyto jsou uloženy mezi špičkami pracovního vřeteníku a koníku. Při takovém upnutí způsobují potíže především takové obrobky, které mají v oblasti centra upnutí velmi tenké stěny. Takové obrobky nejsou často předem zpracovány přesně z hlediska tvaru nebo mají z důvodů tepelného zacházení v průběhu předběžného zpracování tvarové nepřesnosti, jako chyby z hlediska kruhovosti. Odstranění těchto nekruhovostí u tenkostěnných obrobků nelze zpravidla prostřednictvím navazujícího broušení na vnějším průměru obrobku korigovat, to znamená, že nekruhovost centra se přenáší při vnějším kruhovém broušení jako rozměrová a okruhová chyba.

V US 2 545 858 je popsán osový soustruh, u kterého je osový obrobek upnutelný mezi koníkem a mezi pracovním vřeteníkem pro soustružení. Jak koník, tak také pracovní vřeteník jsou opatřeny vždy jednou přídržnou přírubou, přičemž na straně koníku je příruba na své čelní straně opatřena třecími plochami pro přidržování broušené osy. Dále jsou na stranách koníku a pracovního vřeteníku upraveny pružinami ovlivňované soustruhové špičky, které pro vystředění zabírají do vystřeďovacích otvorů broušených os. Nevýhoda tohoto soustruhu spočívá v tom, že při opracovávání obrobků s centry není možné účinné vystředění.

Podstata vynálezu

Vynález si proto klade za úkol vytvořit způsob a zařízení, s jejichž pomocí by se nepřenášely tvarové nepřesnosti, jako odchylky od kruhovosti středové oblasti obrobku, v průběhu strojního broušení na broušenou součást. Tak má odpadnout nákladný pracovní proces broušení centra před konečným broušením obrobku. Dále se má dosáhnout vysoké výrobní kvality tím, že obrobek má bezchybný vnější obvod. V jednom jediném upnutí se má zbrousit perfektní vnější obrys.

Shora uvedený úkol byl v souladu s předmětem tohoto vynálezu splněn tím, že byl vyvinut způsob broušení obrobku, který má tvarové nepřesnosti v upínacích oblastech, přičemž obrobek se upne mezi upínací hrot pracovního vřetene vřeteníku a upínací hrot hrotové objímky koníku, na obrobku se brousí lunetová plocha, přičemž upínací hrot hrotové objímky koníku je ve styku s upínací oblastí obrobku.

Po broušení lunetové plochy se upínací hrot hrotové objímky koníku odtáhne od upínací oblasti obrobku do mezilehlé polohy, obrobek se upevní v poloze na straně koníku s pomocí lunety a osové síly, směřující k upínací oblasti obrobku a vyvozované přítlačným čepem, vedeným v podélné ose hrotové objímky koníku, a poté se úplně brousí vnější obvod obrobku.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu bylo dále rovněž vyvinuto zařízení pro broušení obrobku, který má tvarové nepřesnosti v upínacích oblastech, obsahující vřeteník s pracovním vřetenem a s upínacím hrotem, uspořádaným v podélné ose pracovního vřetene pro upnutí obrobku, koník, opatřený hrotovou objímkou, která má kuželovitý upínací hrot, ležící v podélné ose hrotové objímky pro upnutí upínací oblasti obrobku, lunetu, brusný kotouč, uspořádaný na brusném vřetenu, a brusný stůl.

- 1 CZ 296983 B6

Přítlačný čep je veden v podélné ose hrotové objímky a ovládán pružinovou silou pružinového prvku pro přitlačování obrobku na upínací hrot pracovního vřetena vřeteníku, pokud upínací hrot a hrotová objímka koníku jsou v mezilehlé poloze a mimo styk s upínací oblastí obrobku.

Přítlačný čep s výhodou sestává z pístové části a z tyčové části, přičemž na pístovou část působí pružinový prvek, tvořený zejména šroubovou válcovou pružinou nebo sestavou talířových pružin, přičemž pružinový prvek je funkčně připojen ke šroubu pro nastavení tlaku, přičemž tyčová část má menší průměr, než pístová část pro přitlačování obrobku na upínací hrot pracovního vřetene vřeteníku.

Shora uvedeného úkolu bylo tedy dosaženo tím, že špička koníku, která je namontována na hrotové objímce koníku, je provedena s přítlačným čepem, který je opatřen pružinovým elementem. Tím je broušený obrobek axiálně zatlačován proti protilehlé špičce pracovního vřetene pracovního vřeteníku. Obrobek je přitom polohově pevně podepřen prostřednictvím lunety. Podle výhodného provedení vynálezu sestává přítlačný čep z pístové části a z tyčové části. Přítlačný čep je přitom uložen uvnitř základního tělesa hrotu koníku. Hrotová objímka koníku s hrotem koníku může být zatažena nazpět do mezilehlé polohy. Tím je obrobek pro broušení uložen přesně vystředěným způsobem na upínacím hrotu vřeteníku a v čelistech lunety.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen jak z hlediska způsobu, tak i z hlediska zařízení na příkladech provedení ve spojení s výkresovou částí obsahující obr. 1 až obr. 4.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn dílčí půdorys brusky s dílčím řezem upnutí obrobku.

Na obr. 2 je znázorněn další dílčí půdorys brusky podle obr. 1 s dílčím řezem upnutí obrobku v provozní poloze.

Na obr. 3 je znázorněn řez upnutí obrobku na straně koníku s hrotem koníku v kontaktní pozici při postavené, avšak neznázorněné lunetě.

Na obr. 4 je znázorněn řez upnutí obrobku na straně koníku s přítlačným čepem v nazpět zatažené mezilehlé poloze hrotové objímky koníku s hrotem koníku.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn příklad upnutí obrobku 5 na brusce. Tento obrobek 5 je upnut mezi upínacím hrotem 4 pracovního vřetene 30 pracovního vřeteníku 1 a mezi upínacím hrotem 6 hrotové objímky 13 koníku 3. Upnutí a uvolnění obrobku 5 mezi upínacím hrotem 4 pracovního vřetene 30 a mezi upínacím hrotem 6 hrotové objímky 13 koníku 3 se umožní tím, že posunutím koníku 3 se stáhne hrotová objímka 13 koníku 3 do zadní polohy.

Pracovní vřeteník 1 a koník 3 jsou namontovány na brusném stole 2, který je pojízdný ve směru osy Z a který je znázorněn jen částečně. Pracovní vřeteník 1 má pracovní vřeteno 30, které je poháněno prostřednictvím neznázoměného motorového pohonu. Koník 3 je opatřen hrotovou objímkou 13 koníku 3, která je axiálně posuvná uvnitř skříně koníku 3. Středová osa 31 pracovního vřetene 30 pracovního vřeteníku 1 a hrotové objímky 13 koníku 3 jsou navzájem nasměrovány přesně lícované. Mezi nimi je upnut obrobek 5, který svojí podélnou osou také lícuje. Na brusném stole 2 je uspořádána opěrná luneta 7 s pojízdnými čelistmi 9. Osově rovnoběžně k uspořádání pracovního vřeteníku 1 a koníku 3 brousicího stroje je nastavitelně uspořádáno vřeteno 15 brusného kotouče 16 ve směru osy X kolmo k upnutí obrobku 5. Mimoto je vřeteno 15

-2CZ 296983 B6 brusného kotouče 16 uspořádáno osově rovnoběžně vzhledem k ose Z brousicího stroje. Nastavení brusného kotouče 16 ve směru osy X se uskutečňuje v pravém úhlu k obrobku 5.

Podle obr. 2 je obrobek 5 upnut mezi upínacím hrotem 4 pracovního vřeteníku 1 a mezi upínacím hrotem 6 koníku 3. Protože je obrobek 5 v upínací oblasti 11, která dosedá na upínací hrot 6 koníku 3, velmi tenkostěnný, dochází působením přítlačných sil vytvářených při upnutí k centrálnímu deformování tenkostěnné středící oblasti obrobku 5. Potom je oblast úložného centra obrobku 5 na straně koníku 3 kruhově zatlačena prostřednictvím osové přítlačné síly, vycházející z upínacího hrotu 6 koníku 3, do spojení s upínacím hrotem 6 koníku 3, který má tvar komolého kužele.

Ve středové oblasti obrobku 5 je brusným kotoučem 16, který je nastavitelný v pravém úhlu k obrobku 5 podle osy X a osově rovnoběžně s osou Z a který je uspořádán na vřetenu 15 brusného kotouče 16, broušena lunetová plocha 8, proti které se nastaví opěrná luneta s pojízdnými čelistmi 9. Potom je obrobek 5 přestaven a načisto broušen, aby se tak vytvořil tvarově přesný a nekruhovostí zbavený obrobek 5.

Na obr. 3 je znázorněna hrotová objímka 13 koníku 3 pro provedení uspořádání upínacího hrotu 6 ve tvaru komolého kužele, který je z důvodu opotřebení opatřen tělesem 6A z tvrdokovu, přičemž tento upínací hrot 6 je uspořádán na vodicím prvku 24, který lícuje s podélnou osou hrotové objímky 13 koníku 3. Tento vodicí prvek 24 má středový podélný otvor, který je ke konci upínacího hrotu 6 odstupňován z hlediska velikosti jeho průměru, a tak má zmenšující se otvorové úseky. Na protilehlém konci vodícího prvku 24 je průměr otvoru vytvořen co největší pro uložení přestavitelného šroubu 23.. Dále navazující otvorový úsek má menší průměr. V tomto otvorovém úseku je uspořádán danému průměru přizpůsobený pružinový prvek 22, který dosedá shodným průměrem na jedné straně proti čelní ploše přestavitelného šroubu 23 a na opačné straně proti čelné ploše válcové pístové části 26 přítlačného čepu 21. Opačný konec válcové pístové části 26 má axiálně upravenou tyčovou část 27 s podstatně menším průměrem. Tato tyčová část 27 je vedena skrz výstupní otvor vodícího prvku 24. Pružinovým prvkem 22 předepjatý přítlačný čep 21 vytváří osovou sílu 32 působící na obrobek 5.

Na obr. 4 je znázorněna hrotová objímka 13 koníku 3, stažená nazpět do mezilehlé polohy, jak je to znázorněno šipkou 10, takže kužel hrotu 6 koníku 3 již není v tlakovém kontaktu s obrobkem 5. Přítlačný čep 21 avšak působí pružinovou silou pružinového prvku 22 na obrobek 5 a tak jej zatlačuje proti hrotu 4 pracovního vřetene 30 pracovního vřeteníku f.

Opěrná luneta 7 zabezpečuje radiální nasměrování obrobku 5 vzhledem ke hrotu 4 pracovního vřetene 30 a vzhledem ke hrotu 6 hrotové objímky 13 koníku 3. Hrot 6 koníku 3 může být následně zatažen nazpět do mezilehlé polohy (viz šipka 10), aniž by se tím nepříznivě ovlivnilo vystředění obrobku 5 dosažené při upnutí. Tato dráha však musí být v každém případě tak velká, aby se obrobek 5 již nedotýkal hrotu 6 hrotové objímky 13 koníku 3, takže obrobek 5 získá bezdotykovou upínací oblast H· Proto již postačuje, aby pojízdná dráha (viz šipka 10) měla hodnotu jen několika desetin milimetru na tuto mezilehlou polohu. Protože kroutící moment otočného pohybu obrobku 5 je prostřednictvím hrotu 4 pracovního vřeteníku 1 přenášen, musí být obrobek 5 zatlačován prostřednictvím osové síly 32 proti hrotu 4 pracovního vřetene 30. Tento silový spoj zabezpečuje přítlačný čep 21 prostřednictvím tyčové části 27. Tímto způsobem je obrobek 5 otočně poháněn a prostřednictvím opěrné lunety 7 je udržován ve vystředěné poloze, což umožňuje kompletní broušení obrobku 5 na vnějším obvodu. Tímto způsobem lze rovněž brousit vnější obvod obrobku 5 ve středící oblasti na straně koníku 3, aniž by se na obrobek 5 přenášely nepřesnosti, to znamená nekruhovostí.

Prostřednictvím způsobu podle vynálezu a zařízení k provádění tohoto způsobu lze uspořit nejméně jeden opracovávací proces na jiném stroji s jiným upínacím systémem, čímž lze snížit náklady na broušení.

Claims (3)

1. Způsob broušení obrobku, který má tvarové nepřesnosti v upínacích oblastech (11), přičemž obrobek (5) se upne mezi upínací hrot (4) pracovního vřetene (30) vřeteníku (1) a upínací hrot (6) hrotové objímky (13) koníku (3), na obrobku (5) se brousí lunetová plocha (8), přičemž upínací hrot (6) hrotové objímky (13) koníku (3) je ve styku s upínací oblastí (11) obrobku (5), vyznačující se tím, že po broušení lunetové plochy (8) se upínací hrot (6) hrotové objímky (13) koníku (3) odtáhne od upínací oblasti (11) obrobku (5) do mezilehlé polohy, obrobek (5) se upevní v poloze na straně koníku (3) s pomocí lunety (7) a osové síly (32), směřující k upínací oblasti (11) obrobku (5) a vyvozované přítlačným čepem (21), vedeným v podélné ose (31) hrotové objímky (13) koníku (3), a poté se úplně brousí vnější obvod obrobku (5).

2. Zařízení pro broušení obrobku, který má tvarové nepřesnosti v upínacích oblastech (11), obsahující vřeteník (1) s pracovním vřetenem (30) a s upínacím hrotem (4), uspořádaným v podélné ose (31) pracovního vřetene (30) pro upnutí obrobku (5), koník (3), opatřený hrotovou objímkou (13), která má kuželovitý upínací hrot (6), ležící v podélné ose (31) hrotové objímky (13) pro upnutí upínací oblasti (11) obrobku (5), lunetu (7), brusný kotouč (16), uspořádaný na brusném vřetenu (15), a brusný stůl (2), vyznačující se tím, že přítlačný čep (21) je veden v podélné ose (31) hrotové objímky (13) a ovládán pružinovou silou pružinového prvku (22) pro přitlačování obrobku (5) na upínací hrot (4) pracovního vřetena (3) vřeteníku (1), pokud upínací hrot (6) a hrotová objímka (13) koníku (3) jsou v mezilehlé poloze a mimo styk s upínací oblastí (11) obrobku (5).

3. Zařízení podle nároku 2, vyznaču j í cí se tí m , že přítlačný čep (21) sestává z pístové části (26) a z tyčové části (27), přičemž na pístovou část (26) působí pružinový prvek (22), tvořený zejména šroubovou válcovou pružinou nebo sestavou talířových pružin, přičemž pružinový prvek (22) je funkčně připojen ke šroubu (23) pro nastavení tlaku, přičemž tyčová část (27) má menší průměr, než pístová část (26) pro přitlačování obrobku (5) na upínací hrot (4) pracovního vřetene (30) vřeteníku (1).