Способ обработки шариков

СООЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИК(39 5115 В 24 В 11 Е ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВ нои при е х го диотношен ижнего и переме вой кана ка. Пере ий уг- верхщение вки за . мещеГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Белорусский политехнический институт(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ШАРИКОВ(57) Использование: в области абразивобработки сферических поверхностей Изобретение относится к области абразивной обработки сферических поверхностей и может бь 1 ть использовано при изготовлении шариков из твердых и хрупких материалов.Известен способ обработки шарйков между двумя эксцентрично расположенными вращающимися дисками с плоскимй рабочими поверхностями. Недостатком способа является низкая точность обработки вследствие двухточечного контакта ша- риков с инструментом.Наиболее близким техническим решением является способ обработки шариков, которые размещают в концентрических кольцевых канавках нижнего приводного диска и прижимают верхним плоским приводным диском, ось вращения которого смещена относительно оси нижнего диска, Недостатком способа является невысокая точность обработки и наличие поверхностных дефектов на шариках вследствие их контакта друг с другом в рабочей зоне. изготовлении шариков из твердых и хрупких материалов. Сущность: шарики обрабатывают между двумя приводными дисками со смещенными осями вращения. Верхний диск - плоский, а нижний имеет кольцевые канавки одинакового среднего диаметра О, цейтры которых лежат на одной окружности диска, В каждой канавке размещают по одному шарику, Оба диска вращают в одном направлении, при этом соотношениеугло-: вых скоростеи выбирают в зависимости от величины смещения осей дисков и расположения кольцевых кайавок, 3 ил,3 щЦелью изобретения является повышение качестваи точности обработки,Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки шариков, при котором верхний и нижний диски устанавливают с эксцентриситетом, сообщают им вращение, э шарики размещают в кольцевыхканавкахнижнего диска и прижимают" верхним пло- ским диском, нижний диск берут с кольцевыми канавками одинакового среднего диаметра, центры которых лежат на одной3 окружности диска. в каждой канавке разме-.фь щают по шарику, при этом вращение дисков осуществляют в одном направлении, а соотношение их угловых скоростей выбирают из условия: 0- 2, где в н и а в - угловые ан.йЪ скорости вращениянижнего сков соответственно,Заявленный диапазон с ловых скоростей вращения н него дисков обеспечивает шарика по всей длине кольце каждый оборот нижнего дисние шарика сопровождается его качением йнВ+евдоль кольцевой канавки и вращением в пло- й, В+Оскости, пеРпендикУлЯРной касательной к ок- йнВ - еружности среднего диаметра канавки и й, В О) .проходящей через центр шарика. Такая кине Диапазон возможных соотношений угматика шариков в рабочей зоне обеспечивает ловых скоростей нижнего и верхнего дисков равномерное нанесение следов обработки нэ может быть определен выражением: сферическую поверхность изделий. В - е йЪ В +еНа фиг,1 изображена схема реализации В - О в, В + Опредлокенного способа обработки шари Если соотношение йн/й, не попадает ков, продольный разрез; на фиг,2 - вид Ра в указанный диапазон, то шарик перемещабочей поверхности нижнего диска ется не по всей длине канавки, а по некото(положение верхнего диска показано пунк- рому ее участку. Канавка изнашивается тиром); на фиг,3 - положения шарика в коль- неравномерно по длине, что приводит к сницевой канавке, "5 жени 1 о точности обработки.Предлагаемый способ обработки шаРи- Численные значения границ диапазона ков включает вращение обрабать 1 ваемого соотношения йн/й, определяются исходя шарика 1 нижним приводным диском 2 и из следующих рассуждений, Максимальная верхним плоским приводным диском 3, рас- величина расстояния между осями дисков е стояние между осямй вращения которых Он 20 . не может быть больше радиуса В окружнои О, равно е. На нижнем диске 2 выполнены сти, на которой расположены центры коль- кольцевые канавки 4 средним диаметром О цевых канавок. Минимальная величина центры которых расположены на окружно- среднего диаметра О кольцевой канавки мости радиусом В, В каждой канавке 4 Разме жет быть равна нулю (кольцевая канавка щаютпо одному шарику 1:,: 25 превращается в лунку), Подставляя предиски 2 и 3 вращают с угловыми скоРо- дельные. значения е и .О в приведенное выстями йн и йЪ, при этом их отношение ше соотношение угловых скоростей зависит от величин е, В, О. Вследствие Раз. нижнего и верхнего дисков получим;личия скоростей Чн и Ч точек контакта шарика 1 соответственно с нижним 2 и 30 ., О - "2йЪверхним 3 дисками он перемещаешься по Положениешарикавкольцевойканавкеопределяется направлением и величиной отйосиШаРик сделаетполный обоРот в кольце- тельной скорости перемещения точек контактавой канавке за один оборот нижнего диска дисков с шариком. Шарик будет находиться в если его центр будет перемешаться вдолЬ 35 канавке втой точке, в которой проекция вектора канавки средним диаметром О со скоро- Чона направление вектора Чш равна 2 Чш стью Чш = 0,5 йн О. Скорость перемещения (фиг,3), Величина угла у между векторами Чш и .точки контакта с шариком верхнегО диска Й, определяется из выражения;относительно нижнего диска Чотн = 1 Йв - Йн . 2 Ч йн Одолжна бь 1 ть не менее 2 ЧШ = йн О (т.к, 40 созе= - ш -Чотн Чотнцентр шарика перемещается не менее чем этот же угол у составляет а и с кав два раза медленнее Чотн), Перемещение навки, проведенный в центр шарика Ош сшарика по всей длине кольцевой канавки и ямой пе пен ик ля ной ве о Ч меняет свое положение относительно вектора Чн, Для этого необходимо, чтобы диски и верхнего дисков в казанном иаи верхнего дисков в указанном диапазоне угловых скоростей, шарик перемещается по симальном удалении кольцевой канавки от кольцевой канавке; совершая один оборот центра верхнего диска (В + е) его линейнаяскорость превйшалэ линейную скорость иска Так как векто Относите 0-0 диска. ак как вектор относительной скоро- нижнего диска, а на мийимэльном удалениисти направлен под углом к вектору скорости (В - е) была бы ниже скорости нижнегодиска(вектор.Чотн в этом случае делает полный не совершает многоосное вращение, что оборот вокруг конца вектора Чн за один обеспечиваетвысокуюточностьобработки. обоРот нижнего диска), Указанные выше Ус П име ы ос ест лен с б ловия можно записать в виде неравенств; Проводилось тонкое шлифование шарийВ+ е) - йн В: й 1 н( О;и.(В е) - г : н( ков диаметром 5,5 мм, изготовленных изстекла марки К 8. Исходная разнорэзмера следовательно, ность шариков 0,1 мм, отклонение от сфери 1787747ческой формы 0,06 мм, Комплект инструмента состоял иэ двух дисков, изготовленных из латуни ЛС 59-1. На нижнем диске нарезались кольцевые канавки диаметром О = 15 мм на расстоянии В = 45 мм от центра 5 диска. Расстояние междуосями вращения дисков е = 25 мм, Обработка велась в три перехода со снижением зернистости абразивного порошка электрокорунда белого от М 28 до М 10. Время обработки на каждом 10 переходе - 40 минут; Диапазон возможных соотношений угловых скоростей нижнего и верхнего дисков для данных значений е, В, О - 0,7-1,1.П ри м е р 1. Угловая скорость воашени 1 я 15 нижнего диска устайовлена равной 6,6 с верхнего диска - 9,4 с (й/А = 0,7),.Разноразмерность шариков в партии составила, 4;3 мкм, отклонение от сферической формы - 1,9 мкм, 20П р и м е р 2. Угловая скорость вращения нижнего диска равна 6,6 с ", верхнего диска - 6,9 с ( йн/йь = 0,95), Разноразмерность шариков составила 2,5 мкм, отклонение от сферической формы - 1,1 мкм, 25П р и м е р 3, Угловая скорость вращения нижнего диска - 6,6 с 1, верхнего - 6,0 с 1 ( йЪ/йЪ = 1,1). Разноразмерность шариков составила 3,2 мкм, отклонение от сферической формы 1,4 мкм, 30Таким образом, наилучшие точностныепараметры шариков достигаются при соот 35 ношении угловых скоростей нижнего и верхнего дисков близком к единице,Для сравнения предлагаемого способа обработки шариков с прототипом приводим результаты тонкого шлифования шариков диаметром 5,0 мм, изготовленных из стекла марки К 8, Комйлект инструмента состоял из двух латунных дисков; верхнего - плоского и нижнего - с концентрическими кольцевыми канавками, абразивный материал - электрокорунд белый М 10, Наилучшие точностные параметры шариков, достигнутые известным способом, составили: раэноразмерность 4,5 мкм, отклонение от сферической формы - 2;0 мкм,Формула изобретения Способ обработки шариков, при котором верхний и нижний диски устанавливают с эксцентриситетом, сообщают им вращение, а шарики размещают в кольцевых канавках нижнего диска и ггрижимают верхним плоским диском, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества и точности обработки, нижний диск берут с кольцевыми канавками одинакового среднего диаметра, центры которых лежат на одной окрукности.диска, в каждой канавке размещают по шарику, при этом вращение дисков осуществляют в одном направлении, а соотношение их угловых скоростей выбийнрают из условия 0; - 2, где йъ ийъаъ- угловые скоростй вращения соответственно нижнего и верхнего дисков,1787747 оставитель К,Щетниковехред М. Моргентал Корректор О,Кра Ред и ГКНТ. СССР Производственйо-издательский комбинат "Г 3 атент" ород. уп,Гагапнца 1 Г 1 экэз 36 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственногокомитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5