CS221398B1

CS221398B1 - A method of lapping beads

Info

Publication number: CS221398B1
Application number: CS819589A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Cermak
Original assignee: Vladimir Cermak
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1983-04-29

Abstract

Vynález se týká oboru výroby kuličkových ložisek. Vynález řeší přesné dokončování kuliček bez povrchových vad. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se v jedné plynulé operaci na jednom stroji nejprve přizpůsobují povrchy kuliček a profily drážek na pracovních čelech lapovacích kotoučů za přívodu brousicí emulze, po oplachu oplachovací kapalinou se provádí mikrogeometrická úprava povrchu vzájemným stykem kuliček a lapovacích kotoučů a nakonec se kuličky dokončují opět za pří vodu brousicí emulze. Vynález je možno využít v ložiskovém průmyslu.The invention relates to the field of ball bearing production. The invention solves the problem of precise finishing of balls without surface defects. The essence of the invention lies in the fact that in one continuous operation on one machine, the surfaces of the balls and the profiles of the grooves on the working faces of the lapping discs are first adjusted by supplying a grinding emulsion, after rinsing with a rinsing liquid, a microgeometric surface treatment is performed by mutual contact of the balls and the lapping discs, and finally the balls are finished again by supplying a grinding emulsion. The invention can be used in the bearing industry.

Description

Vynález se týká způsobu lapování kuliček, určených zejména prů kuličková ložiska.The invention relates to a method for lapping balls, in particular ball bearings.

Obecně patří lapování k nejjemnějšímu způsobu ložiskového obrábění, jímž lze opracovávat co nejpřesněji ať již rovinné nebo válcové či sférické plochy. Při tom jsou vyrovnávány rozměrové a hlavně tvarové úchylky lapovaných předmětů. Proto je nezbytné, aby předcházející výrobní operace před tepováním byly geometricky dokonalé, bez různých vad na povrchu opracovávaných součástek. Odstraňování těchto vad je velmi pracné a nákladné. Při každém lapování musí proběhnout tyto tři základní fáze:In general, lapping is one of the finest bearing machining processes that can be machined as accurately as possible, whether planar, cylindrical or spherical. The deviations of the lapped objects are dimensioned and, in particular, shaped. Therefore, it is necessary that prior manufacturing operations prior to heat treatment be geometrically perfect, without various defects on the surface of the workpieces. Removing these defects is very laborious and costly. The following three basic phases must take place at each lapping:

— vzájemné přizpůsobení lapovací a lapované plochy — přímý vzájemný styk lapovací a lapované plochy ke zlepšení geometrie tepovaného předmětu — podstatné snížení drsnosti a docílení dokonalého vzhledu tepovaného předmětu.- mutual adaptation of lapping and lapping surface - direct contact of lapping and lapping surface to improve the geometry of the hammered object - substantial reduction in roughness and perfect appearance of the hammered object.

Druhá fáze tepování se provádí bez použití brusivá, brusivo a emulze použité v první a třetí fázi tepování jsou odlišné. Lapování kuliček se neztotožňuje s jiným třískovým obráběním, neboť je prováděno jako volné, tj. bez upnutí obrobků a provádí se vždy mezi dvojicí nástrojů — kotoučů s centrickými polokruhovými drážkami na čelech těchto kotoučů, z nichž jeden se otáčí a druhý je nehybný.The second lapping stage is carried out without the use of abrasives, the abrasive and the emulsions used in the first and third lapping stages are different. Ball lapping does not identify with other machining because it is loose, ie without clamping workpieces, and is always performed between a pair of tools - discs with centric semicircular grooves on the faces of these discs, one of which rotates and the other is stationary.

Při tepování kuliček dochází k vzájemnému přizpůsobování dvou ploch — drážek v lapovacích kotoučích a povrchu tepovaných kuliček. Lapování kuliček po tepelném zpracování se dosud provádí převážně ve třech samostatných operacích odpovídajících výše uuvedeným fázím tepování, z nichž každá vyžaduje samostatný speciální lapovací stroj. Tento způsob tepování je značně nákladný, časově náročný a vyžaduje jak velkou spotřebu elektrické energie, tak pracovních ploch a příslušné obsluhy.When beating the balls, the two surfaces - the grooves in the lapping discs and the surface of the beaten balls - are mutually matched. The lapping of the beads after heat treatment has so far been carried out mainly in three separate operations corresponding to the aforementioned stages of beating, each requiring a separate special lapping machine. This method of heating is very expensive, time consuming and requires both a large consumption of electric energy, work surfaces and associated operators.

Uvedené nevýhody odstraňuje v doposud největší známé míře způsob tepování kuliček, při němž jsou jednotlivé dávky kuliček po předchozím obrábění přiváděny do pracovního prostoru mezi dva k sobě vzájemně přitlačované lapovací kotouče, z nichž jeden je rotující a druhý nehybný, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se v jedné plynulé operaci na jednom stroji nejprve přizpůsobují povrchy kuliček a profily drážek na pracovních čelech lapovacích kotoučů za přívodu brousicí emulze s velkým obsahem brusivá. Pak se přívod brusné emulze zastaví a přivádí se oplachovací kapalina, kterou se odstraní s povrchu kuliček a lapovacích kotoučů převážná část ulpělého brusivá. Po tomto oplachu se provádí mikrogeometrická úprava povrchu vzájemným stykem kuliček a lapovacích kotoučů s ulpělým zbylým jemným brusivém. Nakonec se kuličky dokončují za přívodu brousicí emulze s malým obsahem brusivá.The above-mentioned disadvantages are eliminated to the greatest known extent by the method of beating the balls, in which the individual batches of balls after the previous machining are fed into the working space between two lapping discs, one rotating and the other immovable, according to the invention. in that, in one continuous operation on one machine, the surfaces of the balls and the groove profiles on the working faces of the lapping discs are first adapted to the feed of the abrasive emulsion with a high abrasive content. The abrasive emulsion is then stopped and a rinsing liquid is supplied to remove most of the abrasive from the surface of the beads and lap disks. After this rinsing, a microgeometric surface treatment is performed by contacting the balls and lapping wheels with the remaining fine abrasive. Finally, the balls are finished with a low abrasive grinding emulsion.

Způsob lapování kuliček podle vynálezu umožňuje snížení počtu lapovacích strojů na jednu třetinu, úsporu potřebné elektrické energie a podstatné zmenšení pracovní plochy. Kromě toho odpadne mezioperačhí doprava a sníží se značně počet obsluhujících pracovníků. U tepovaných kuliček se zvýší přesnost a docílí se vysoký lesk béz povrchových vad. Lapování kuliček v jedné plynulé operaci je možno provádět v kterékoli části výrobního· procesu, jak před tak i po tepelném zpracování.The ball lapping method according to the invention makes it possible to reduce the number of lapping machines to one third, to save the required electrical energy and to substantially reduce the working area. In addition, inter-operational transport is eliminated and the number of operators is reduced considerably. For wrought balls, accuracy is increased and high gloss of surface defects is achieved. The lapping of the beads in one continuous operation can be carried out in any part of the manufacturing process, both before and after the heat treatment.

Plynulá operace tepování kuličék ha jednom stroji podle vynálezu sestává žé tří fází. V první fázi — přizpůsobování povrchu kuliček a profilu drážek lapovacích kotoučů — dochází ke sjednocování průměrů kuliček v celé dávce a současně k zatvarování drážek na pracovních čelech lapovacích kotoučů. Tato fáze probíhá za přívodu brousicí emulze s velkým obsahem brusivá a za stálého přitlačování lapovacích kotoučů vzájemně k sobě tak dlouho, až kuličky v celé dávce dosáhnou rozptylu průměrů maximálně 0,1 až 0,15 jum. Doba trvání této fáze činí v závislosti na použitém materiálu lapovaCích kotoučů asi 30 % celkové doby plynulé operace tepování kuliček. Na začátku druhé fáze — mikrogeometrické úpravy povrchu kuliček — se za chodu stroje pomocí oplachovací kapaliny odstraňuje s povrchu kuliček a lapovacích kotoučů na nich ulpělé brusivo. Po odkapání oplachovací kapaliny nastává přímý styk kuliček 3 profily drážek lapovacích kotoučů, při němž šé Ujptetňuje zbylé jemné brusivo zatláčené během první fáze do grafitových lamel materiálu kotoučů.The continuous beating operation of the balls in one machine according to the invention consists of three phases. In the first phase - matching of the surface of the balls and the profile of the lapping disc grooves - the ball diameters in the whole batch are unified and at the same time the grooves on the working faces of the lapping discs are shaped. This phase takes place with the introduction of the abrasive emulsion with a high abrasive content and the pressure of the lapping discs against each other until the spheres in the entire batch have a diameter dispersion of at most 0.1 to 0.15 [mu] m. The duration of this phase, depending on the lapping disc material used, is about 30% of the total time of the continuous beading operation. At the beginning of the second stage - microgeometric surface treatment of the balls - abrasive adhering to the surface of the balls and lapping discs is removed by the rinsing fluid while the machine is running. After the rinsing liquid is dripped, the balls 3 of the lap disc grooves come into direct contact with the remaining fine abrasive being pressed into the graphite discs of the disc material during the first phase.

V této fázi dochází k mikrogeometrické úpravě povrchu kuliček i profilu drážek lapovacích kotoučů, za předpokladu, žě rozptyl průměrů kuliček v celé dávce je minimální, tj. asi 0,05 μΐη. Tento rozptyl průměru kuliček je již zapříčiněn pružností vlastního materiálu lapovacích kotoučů. Doba trvání druhé fáze tepování kuliček se pohybuje kolem 10 % celkové doby trvání plynulé operace tepování kuliček. V konečné fázi — dokončování kuliček — za přívodu brousicí kapaliny s nízkým obsahem brusivá dochází ke konečnému dolapování kuliček a k získání minimální drsnosti a vysokého lesku povrchu kuliček bez povrchových vad, rysek a zábrusů. Tato fáze vyžaduje přibližně 60 procent celkového času plynulé operace tepování kuliček.At this stage, the bead surface and the groove profile of the lapping discs are micro-geometrically treated, provided that the dispersion of the bead diameters throughout the batch is minimal, ie about 0.05 μΐη. This dispersion of the diameter of the balls is already caused by the elasticity of the lapping disc material itself. The duration of the second bead beat phase is about 10% of the total duration of the continuous bead beat operation. In the final stage - finishing of the balls - with the supply of low abrasive grinding fluid, the balls are finally snapped in and a minimum of roughness and high gloss of the surface of the balls is obtained without surface defects, marks and ground joints. This phase requires approximately 60 percent of the total time of the continuous beading operation.

Claims

Subject

A method of lapping, in which the individual batches of balls after the previous machining are fed into the working space between two lapping discs pressed together, one of which is rotating and the other stationary, characterized in that in one continuous operation on one machine balls and groove profiles on the working faces of lapping wheels with a grinding emulsion feed with a large amount of abrasive, after which the grinding emulsion feed is stopped and the rinsing liquid is removed to remove most of the abrasive adhering from the surface of the balls and lapping wheels and after this rinsing it performs a microgeometric surface treatment by contacting the balls and lapping wheels with the remaining fine abrasive adhered, and finally the balls are finished with a low abrasive grinding emulsion.