Способ базирования вращающейся детали

(71) Специальное конструкторскоебюро прецизионного стан(56) Современные синтетические свтвердые материалы и обласменения, М.: ВНИИАЛМАЗ, 1с. 75 - 78.(54) СПОСОБ БАЗИРОВАНИЯ ВРАЩА 10 ЩЕИДЕТАЛИ(57) Изобретение относится к бесц костроенияитан, М.С.КлибаСтаркина ти их пр976,Изобретение о вому шлифованию зовано-при обрабЦелью изобрет ние стабильности износостойкости носится к бесцентро.может быть испольтке точных деталей.ния является повыше фи фи ащения детали ор за счет поверхс нормированным тного конт вление а реализапри щлифо ольца ри сече- севая ная й п ерху длЖи э едложенн спо ово хема реализации проба применительноуперфинишированию ультраэвуелоба внут ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТ На Фиг.1 показана схе ции предложенного способ вании желоба наружного к кового подшипника; на Фи ние А-А на Фиг.1; на Фиг опора; на Фиг. 4 - радиал для базирования по наружн ности; на фиг, 5 -то же рования по отверстию; на ровому шлифованию. Цель - повышениестабильности. вращения детали и уменьшение износа опор, Деталь типа телавращения при бесцентровой обработкебазируют по кольцевой поверхностина радиальные и осевые опоры из поликристаллов на основе кубического нитрида бора, при этом рабочим поверхностям придают кривизну, равную повеличине и обратную по знаку кривизне базовой поверхности детали, суммарную площадь опор задают не менее203 площади опорной кольцевой поверхности детали при давлении прижатия детали к опорам 0,16-2,8 МПа.10 ил. го кольца шарикового подшипника; наг. 7 - сечение Б-Б на Фиг.6; наг. 8 - видоизмененная схема пофиг.1; на Фиг.9 - вид В на Фиг.й; на 5 фиг.1 0 - сечение Г-Г на Фиг.8.Деталь 1 (Фиг.1,2), в данном слу-.чае наружное кольцо миниатюрного ша- .рикового подшипника, базируют по периферии на неподвижную радиальную 10 опору 2, изготовленную иэ поликристаллического материала на основе кубического нитрида бора (эльбора Р),С деталью 1 взаимодействуют два ролика 3 и 4, связанные с приводом вра щения; по торцу деталь 1 базируютна осевую опору 5, также изготовленную из эльбора Р, Основание 6 опоры2 и основание 7 опоры 5 жестко закреплены в корпусе Я бабки изделия 20 станка, Деталь 1 приводят во враще14546554ности детали равна не менее 10% еемаксимального диаметра, а суммарнаяплощадь опор составляет не менее 20%площади базовой поверхности деталиДавление прижатия детали к опорамзадают в диапазоне 0,16 - 2,8 ИПа ссоблюдением условия Р чК,10где ние роликами 3, 4, один из которых1установлен на неподвижной оси, а второй подпружинен в направлении к детали, и обрабатывают абразивным инструментом 9, закрепленным на шпинделе 10 щлиФовальной бабки станка,Оси роликов. 3 и 4 установлены наклонно по отношению к оси детали 1 длясоздания усилия прнжатия торца этой, детали к осевой опоре 5. Максималь ные размеры опор 2 и 5 определяютсятехнологией изготовления вставок из,зльбора Р; эти вставки имеют Форму(Фиг.З) цилиндров с диаметром 3,54,2 мм и высотой 4 мм.В качестве осевых опор используются плоские торцы одной или нескольких вставок 11 по ФигЗ, в качестверадиальных опор для базирования понаружной поверхности - вставки 12по Фиг.4 с дополнительно обработанной вогнутой базовой поверхностью13, для базирования по отверстию -вставки 14 по Фиг. 5 с дополнительно:обработанной выпуклой базовой по"верхностью 15,Взаимодействующая с наружной цилиндрической поверхностью детали 1поверхность 13 опоры 2 .(12) имеетФорму участка вогнутой цилиндрической поверхности, ее кривизна ранна,. о величине и обратна по знаку кривизне наружной поверхности детали 1,Торец детали 1 прилегает к плоскости торца опоры 5 всей своей поверхностью; кривизна обеих упомянутых плоскостей равна нулю.В модиФикации способа по Фиг,6,7внутреннее кольцо 16 шарикового подшипника при суперФинищной обработкеего желоба бруском 17 базируют поотверстию на оправку 18, в которойзакреплены две опоры 14 (Фиг.5), апо торцу - на торцы четырех опор 11(Фиг.З), закрепленных на общем основании 7.В модиФикации способа по Фиг. 810 кольцо 19 базируют по наружной, поверхности на радиальную опору2 (12), связанную с основанием 6,а по торцу - на торцы трех осевыхопор 11, связанных с общим основани-.ем 7. В последнем предусмотрены каналы 20, 21 с выходным отверстием22 для подачи СОМ на кольцевые базовые поверхности кольца 1 9,Во всех случаях ширина взаимодействующей с опорами кольцевой поверх 7 - усилие прижатия детали копорам, Н;ч - средняя скорость скольжения, м/с15 К = К К К 11 - критерий;К, - козФФициент, зависящйй отматериала;.для подшипниковой стали ой составляет 3 10 МПа ;20 К - коэФФицнент относительноййплощади опор, равный отно"щению суммарной площадиопор к площадьт базовой поверхности детали;2 Б К - коэФФициент относительнойширины базовой поверхностр, равный отношению ееширины к максимальномудиаметруЗ 0 0 . - максииальный диаметр базовой поверхности.Примеры осуществления способа применительно к щлиФованию колец приборных подшипников представлены в таблице. В указанной таблице площадькольцевой базовой поверхности подсчитана по Формулам:цилиндр - 8;, = Э, Вй= КрВмсвс 14 о плоский торец - Б = и(ЭВ)В - ц 1 К)Кьмдкс фПараметры режима обозначены;У - сила прюииа детали к опоре, .Н;45 Р = Р/- давление детали на опору р Иагде 8 Оп площадьбазовой поверхности опоры -определяется из условияеоп К" вб зскорость скольжения кольнапо опоре, мс.Как видно из таблицы, при Р чКвозникают надиры. При собгюдении указанных режимов, в частности условия55 1"К, обеспечивается получение годных деталей,Помимо приведенных в таблице примеров, способ испытан также примениК Лмакс 5 1454тельно к обработке деталей типа игл,в частности миниатюрных сверл; в.этом случае К = 0,4 Кп = 2,5. Испытания показали работоспособностьпредложенного способа в диапазоне5давлений 0,16 - 2,8 МПа при скоростях скольжения 2 - 6 м/с.Во всех описанных модиФикацияхспособа обеспечивается достижениевысокого эФФекта в части повьппениястабильности вращения деталей на опорах и уменьшения износа опор: например, алмазные опоры, значительнопревьппающие опоры из .эльбора Р потвердости и соизмеримые по коэФФи.циенту трения, по достигаемым стабильностям вращения и стойкостиопор существенно хуже опор из эльбора Р.20Так, при базировании на неподвиж-ныв опоры из карбонадо суперФинишируемое кольцо приборного подшипника периодически тормозится (иногдадо остановки) и разгоняется, на его 25базовых поверхностях возникают грубые надиры, поэтому суперфиниш практически невозможен. При базированиипо предложенному способу кольцо вращается стабильно, обеспечивается высокий процент выхода годной продукции. При одинаковых условиях испытаний в течение 24 ч получены следующие результаты: по предложенномуспособу - износ опоры 7 мкм, износ35детали (надир) 8 мкм, а по способус базированием на сФерическую Опоруиз карбонадо - 25 и 15 мкм соответственнО.Предложенный способ позволяет использовать эльбор как конструкционный материал для изготовления опортипа подшипников и подпятников прецизионных.механизмов и приборов.Приэтом сохраняются известные преимущества эльбора по сравнению с алмазом", эльбор дешевле карбонадо, легчеобрабатывается, сравнительно простосоединяется с металлами пайкой илисклеиванием,655 6 Формула изобретения Способ базирования вращающейся детали по кольцевой поверхности с прижатием к опорам,. по меньшей мере одна из которых выполнена из поли- кристаллов на основе кубического нитрида бора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения стабильности углового движения детали, преимущественно стальной, в диапазоне скоростей 2-6 м/с, а также износостойкости опор, базирование осуществляют по кольцевой поверхности, ширина которой равна не менее 10% ее максимального диаметра, на поверхности опор, кривизна которых равна по величине и обратна по знаку кривизне базовой поверхности детали,.а их суммарная площадь составляет не менее 20% площади базовой поверхности детали, при этом давление прижатия детали к опорам выбирают в диапазоне 0,16-2,8 МПа из условия:Кф где Г - усилие прижатия детали к опорам, Н; ч - средняя скорость скольжения, м/с; К = К,К К. ЛАокс - критерий К, - коэФФициент, зависящий от материала детали (составляющий3 10 м Пас для подшип 7 1никовой стали)коэФфициент Относит ель нойплощади опор, равный отношению суммарной площади опорк площади базовой поверхности детали;коэФФициент Относительнойширины базовой поверхности,равный отношению ее ширинык максимальному диаметру;максимальный диаметр базовойповерхности.ео лФ е О ее ФЧ МЫ К с Л сбе фф Ф е Ф е О ееФЧ ФЧ сч Ое Ю1454655 20 Составитель А,КозлТехред М.Дидык ковская ктор В.Бутяга ктор писное изводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектна Заказ 7392/20 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, 63 П по изобретениям и -35, Раушская наб. тиям при ГКНТ ССС4/5