RU2162398C2

RU2162398C2 - Grinding method

Info

Publication number: RU2162398C2
Application number: RU99108489A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Степанов; Б.И. Афонасьев
Original assignee: Орловский государственный технический университет
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2001-01-27

Abstract

FIELD: metal working. SUBSTANCE: method is used in grinding of materials difficult to work on surface and cylindrical grinding machines and on numerical-control machines for finishing operations. Method is realized by means of two grinding wheels of identical diameters. Grinding wheels are positioned on coaxial shafts and rotation in opposite directions and feed motion are imparted to them. Workpiece reciprocates relative to wheels. The first wheel is connected rigidly to hollow shaft at angle α to plane perpendicular to axis of rotation. The second wheel is driven to oscillation. For this purpose it is mounted on spherical journal of central shaft by means of faceplate coupled to journal. Faceplate end is intended for contact with end oscillation mechanism which is essentially the first wheel faceplate. External peripheral surface of the second wheel is set up according to sphere and positioned symmetrically relative to center of journal sphere. EFFECT: enhanced efficiency. 3 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при шлифовании труднообрабатываемых материалов, в частности, на плоско-, круглошлифовальных станках, станках с ЧПУ, гибких производственных модулях для финишных операций. The invention relates to metalworking and can be used for grinding hard-to-work materials, in particular, on flat, circular grinding machines, CNC machines, flexible production modules for finishing operations.

Известен способ многопроходного шлифования на плоско-, круглошлифовальных и специальных станках с круглым столом и горизонтальным шпинделем, на двухшпиндельных станках [1]. В случае плоского шлифования соосно с первым кругом и на расстоянии, равном диаметру стола, на котором закрепляются обрабатываемые заготовки, устанавливают второй абразивный круг с идентичными характеристиками и размерами. Для круглого наружного и внутреннего шлифования абразивными кругами на двухшпиндельных станках благодаря тому, что круги вращаются в разных направлениях, автоматически обеспечиваются знакопеременные деформации сдвига в срезаемом слое. В результате снижается сила резания и повышается эффективность процесса шлифования. A known method of multi-pass grinding on a flat, circular grinding and special machines with a round table and a horizontal spindle, on duplex machines [1]. In the case of flat grinding coaxially with the first wheel and at a distance equal to the diameter of the table on which the workpieces are fixed, set a second abrasive wheel with identical characteristics and dimensions. For circular external and internal grinding with abrasive wheels on duplex machines, due to the fact that the wheels rotate in different directions, alternating shear deformations in the sheared layer are automatically provided. As a result, the cutting force is reduced and the efficiency of the grinding process is increased.

Недостатками известного способа являются сложность реализации его и дороговизна изготовления специализированных плоско- и круглошлифовальных станков, которые должны иметь возможность регулировки расстояния между кругами, сидящих на одном или двух шпинделях. Кроме того, способ не эффективен и не обеспечивает возможность повышения интенсивности обработки и повышенного качества при шлифовании высокопрочных материалов и металлов с напыленными износостойкими покрытиями на основе оксидов, карбидов, нитридов и боридов. The disadvantages of this method are the complexity of its implementation and the high cost of manufacturing specialized flat and circular grinding machines, which should be able to adjust the distance between the circles sitting on one or two spindles. In addition, the method is not effective and does not provide the ability to increase the intensity of processing and high quality when grinding high-strength materials and metals with sprayed wear-resistant coatings based on oxides, carbides, nitrides and borides.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ шлифования, при котором шлифовальному кругу сообщают вращение и движение подачи, а заготовке - возвратно-поступательное перемещение относительно круга, при этом берут второй шлифовальный круг, устанавливают его соосно первому со смещением вдоль оси и сообщают вращение в направлении, противоположном вращению первого [2]. The closest in technical essence and the achieved result is the grinding method, in which the grinding wheel is informed of the rotation and movement of the feed, and the workpiece is reciprocated with respect to the circle, while the second grinding wheel is taken, set it coaxially to the first with an offset along the axis and the rotation is reported in the direction opposite to the rotation of the first [2].

Недостатками известного способа являются высокий температурный режим работы кругов при повышении интенсивности обработки, при этом способ малоэффективен и не обеспечивает возможность повышенного качества при шлифовании высокопрочных материалов и металлов, например, с напыленными износостойкими покрытиями на основе оксидов, карбидов, нитридов и боридов, из-за появления прижогов и микротрещин на обрабатываемой поверхности и затрудненного попадания СОЖ в зону обработки, а также повышенный расход абразива. Кроме того, способ затрудняет применение высокоэффективных кругов с аксиально-смещенным режущим слоем. The disadvantages of this method are the high temperature conditions of the circles with increasing processing intensity, while the method is ineffective and does not provide the possibility of high quality when grinding high-strength materials and metals, for example, with sprayed wear-resistant coatings based on oxides, carbides, nitrides and borides, due to the appearance of burns and microcracks on the treated surface and difficult penetration of coolant into the treatment zone, as well as increased consumption of abrasive. In addition, the method makes it difficult to use highly efficient wheels with an axially offset cutting layer.

Задачей изобретения является повышение производительности обработки высокопрочных материалов при сохранении качества изделия и бесприжоговости обработки, а также снижение энергозатрат на единицу объема снимаемого металла. The objective of the invention is to increase the processing performance of high-strength materials while maintaining the quality of the product and processing without damages, as well as reducing energy consumption per unit volume of the removed metal.

Поставленная задача решается предлагаемым способом шлифования, который включает сообщение двум шлифовальным кругам с одинаковыми диаметрами, расположенным на коаксиальных соосных валах, вращения в противоположных направлениях и движения подачи, а заготовке - возвратно- поступательного перемещения относительно кругов, при этом первый круг устанавливают жестко на полом валу под углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения, а второму кругу сообщают осцилляцию, для чего его подвижно устанавливают на сферической шейке центрального вала с помощью сопряженных с последней планшайбы, торец которой предназначен для контакта с торцовым кулачковым механизмом осцилляции, являющимся планшайбой первого круга, кроме того, второй круг располагают симметрично относительно центра сферы шейки, а его наружную периферийную поверхность заправляют по сфере. The problem is solved by the proposed grinding method, which includes communicating to two grinding wheels with the same diameters located on coaxial coaxial shafts, rotation in opposite directions and feed movement, and the workpiece reciprocating movement relative to the circles, while the first wheel is mounted rigidly on the hollow shaft at an angle α to a plane perpendicular to the axis of rotation, and oscillation is reported to the second circle, for which it is movably mounted on the spherical neck of the central shaft with the help of conjugated with the last faceplate, the end of which is intended for contact with the end-face cam mechanism of oscillation, which is the faceplate of the first circle, in addition, the second circle is placed symmetrically with respect to the center of the neck sphere, and its outer peripheral surface is tucked along the sphere.

На фиг. 1 показана конструкция устройства крепления двух шлифовальных кругов для реализации предложенного способа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - развертка следа кругов на обрабатываемой поверхности. In FIG. 1 shows the design of the mounting device of two grinding wheels for implementing the proposed method; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - scan trace of circles on the surface.

Предложенный способ шлифования реализован с помощью устройства для крепления двух шлифовальных кругов (фиг. 1, 2), которое устанавливают на модернизированных плоско- и круглошлифовальных станках. The proposed grinding method is implemented using a device for attaching two grinding wheels (Fig. 1, 2), which is installed on the upgraded flat and circular grinding machines.

Первый шлифовальный круг 1 и второй - 2 расположены соответственно на полом 3 и центральном 4 коаксиальных соосных валах в шпиндельном узле шлифовальной бабки (не показана). Валам сообщают вращения в противоположных направлениях. The first grinding wheel 1 and the second - 2 are located respectively on the floor 3 and the central 4 coaxial coaxial shafts in the spindle unit of the grinding headstock (not shown). The shafts are told rotations in opposite directions.

Особенности конструкции устройства, работающего по предложенному способу шлифования, следующее. Шлифовальный круг 1 берут прямого профиля с выточкой типа ПВ (ГОСТ 2424-83) и устанавливают на полом валу 3 под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения с помощью косого фланца 5, а крепление производят планшайбой 6, представляющей собой торцовый кулачковый механизм осцилляции для круга 2. The design features of a device operating according to the proposed grinding method are as follows. The grinding wheel 1 is taken with a direct profile with a recess of type PV (GOST 2424-83) and mounted on the hollow shaft 3 at an acute angle α to the plane perpendicular to the axis of rotation with the help of the oblique flange 5, and fastening is carried out by the faceplate 6, which is an end-face cam oscillation mechanism for circle 2.

Шлифовальный круг 2 прямого профиля типа ПП (ГОСТ 2424-83) подвижно установлен на центральном валу 4 на планшайбе 7 со сферическим отверстием и сопряженной с ней сферической шейкой 8 через шарики 9, контактирующие с пазами 10 в планшайбе 7, при этом круг расположен симметрично относительно центра сферы шейки 8 и наружная периферийная поверхность заправлена по сфере. Кроме того, планшайба 7 своей опорной поверхностью, расположенной на торце, контактирует с торцовым кулачковым механизмом осцилляции планшайбы 6. A direct-type grinding wheel 2 of type PP (GOST 2424-83) is movably mounted on the central shaft 4 on the faceplate 7 with a spherical hole and a spherical neck 8 connected to it through balls 9 in contact with the grooves 10 in the faceplate 7, the wheel being located symmetrically relative to the center of the neck sphere 8 and the outer peripheral surface is tucked along the sphere. In addition, the faceplate 7 with its supporting surface located at the end, is in contact with the end cam oscillation mechanism of the faceplate 6.

Предложенный способ шлифования осуществляют следующим образом. Шлифовальному кругу 1 сообщают вращение с частотой, допускаемой режущими свойствами инструмента, в одном направлении, второму кругу 2 - противоположном направлении с той же частотой. Обрабатываемой заготовке, если, например, рассматривать традиционное плоское шлифование, закрепленной на магнитной плите (не показана), сообщают прямолинейное возвратно-поступательное движение в продольном направлении. При этом столу обеспечивают также периодическую подачу после каждого или двойного хода стола. После каждого прохода шлифовальной бабке сообщают вертикальную подачу до полного снятия всего припуска. Для использования предлагаемого способа на плоскошлифовальном станке модернизируют узел главного движения - вращение шлифовальных кругов. Модернизация заключается в установлении в шпиндельном узле полого и центрального соосных валов. Полый вал размещен в шпиндельном узле на гидростатических опорах, во внутренних опорах которого находится центральный вал, при этом каждый вал имеет свой механизм привода. The proposed grinding method is as follows. The grinding wheel 1 is informed of the rotation with a frequency allowed by the cutting properties of the tool in one direction, the second circle 2 is the opposite direction with the same frequency. A workpiece, for example, if we consider traditional flat grinding, mounted on a magnetic plate (not shown), report a linear reciprocating motion in the longitudinal direction. At the same time, the table is also provided with periodic supply after each or double table stroke. After each pass, the grinding head reports a vertical feed until the entire stock is completely removed. To use the proposed method on a surface grinding machine, the main movement unit is upgraded - the rotation of the grinding wheels. Modernization consists in installing hollow and central coaxial shafts in the spindle unit. The hollow shaft is placed in the spindle unit on hydrostatic bearings, in the inner bearings of which there is a central shaft, each shaft having its own drive mechanism.

Шлифовальные круги располагают со смещением вдоль оси и неподвижно закрепленный на полом валу 3 круг 1 под острым углом α к плоскости, перпендикулярной оси вращения. Тогда неподвижно закрепленный на полом валу 3 круг 1 высотой B_1н при каждом проходе будет обрабатывать поверхность шириной B_1он (см. фиг. 1, 3), благодаря осцилляции аксиально-смещенного режущего слоя. Ширина поверхности B_2оп, захватываемая кругом 2 при каждом проходе, зависит от глубины резания t₂ и D_сф - диаметра сферы, по которой заправлен круг 2, и определяется по формуле
B_2оп= 2(t₂ · D_сф-t₂ ²)^1/2.Grinding wheels are displaced along the axis and circle 1 fixedly mounted on the hollow shaft 3 at an acute angle α to a plane perpendicular to the axis of rotation. Then, a circle 1 with a height B _1n fixed on the hollow shaft 3 will then process a surface of width B ₁ on each pass (see Figs. 1, 3), due to the oscillation of the axially displaced cutting layer. The width of the surface B _2op , captured by the circle 2 at each pass, depends on the cutting depth t ₂ and D _sf - the diameter of the sphere by which the circle 2 is filled, and is determined by the formula
B _2op = 2 (t ₂ · D _sf -t ₂ ² ) ^1/2 .

Для угла α наклона шлифовального круга 2, равного
α_max= arctq(B₂/D_сф),
ширина поверхности будет изменяться от максимального значения B_2оп до
B_2о = B_2оп/2,
как показано на развертке следа инструмента на обрабатываемой поверхности на фиг. 3. Для углов наклона круга 2 менее α_max - ширина шлифования будет постоянной и максимальной B_2оп. Для углов наклона круга 2 более α_max - ширина B_2о будет уменьшаться и доходить до нуля, т.е. контакт круга с заготовкой будет прерываться, что не производительно.For the angle α of the inclination of the grinding wheel 2 equal to
α _max = arctq (B ₂ / D _sf ),
the width of the surface will vary from the maximum value of B _2op to
B _2o = B _2op / 2,
as shown in a scan of the tool track on the work surface in FIG. 3. For the angles of inclination of the wheel 2 less than α _max - the grinding width will be constant and maximum B _2op . For the angles of inclination of the circle 2 more than α _max - the width B _2о will decrease and reach zero, i.e. the contact of the circle with the workpiece will be interrupted, which is not productive.

Круг 1, срезая слой металла, формирует текстуру поверхностного слоя с вектором ω₁ и деформацию сдвига в одном направлении (на фиг. 3 стрелками показано вниз). Круг 2, осциллирующий синхронно относительно первого круга, вращается в противоположном направлении и, срезая слой металла, формирует текстуру поверхностного слоя с вектором ω₂ и деформацию сдвига в другом направлении (на фиг. 3 - вверх). Таким образом, автоматически создаются знакопеременные деформации сдвига в поверхностном слое заготовок и постоянно осуществляется резание против направления векторов ω₁ и ω₂, а следовательно, и текстуры срезаемого слоя. В результате снижается сила резания и повышается эффективность процесса шлифования.Circle 1, cutting off the metal layer, forms the texture of the surface layer with the vector ω ₁ and the shear strain in one direction (in Fig. 3, arrows are shown down). Circle 2, oscillating synchronously with respect to the first circle, rotates in the opposite direction and, cutting off the metal layer, forms the texture of the surface layer with the vector ω ₂ and the shear strain in the other direction (upward in Fig. 3). Thus, alternating shear deformations are automatically created in the surface layer of the workpieces and cutting is constantly carried out against the direction of the vectors ω ₁ and ω ₂ and, consequently, the texture of the sheared layer. As a result, the cutting force is reduced and the efficiency of the grinding process is increased.

Глубины резания каждым кругом могут быть выбраны в различных соотношениях, исходя из потребностей обработки (например, равны друг другу t₁=t₂= 0,03 мм или отличаться по величине t₁= 0,03 мм, t₂= 0,01 мм). Различие в глубине резания обеспечивается условиями правки шлифовальных кругов, то есть величинами их наружных диаметров перед началом обработки. При равенстве наружных диаметров кругов теоретически t₁= 0, однако, за счет более интенсивного износа второго круга, первым кругом будет осуществляться процесс тонкого шлифования в пределах t₁= 0,001...0,005 мм и более, в зависимости от величины t₂.The cutting depths of each wheel can be selected in various ratios based on the processing needs (for example, t ₁ = t ₂ = 0.03 mm are equal to each other or differ in value t ₁ = 0.03 mm, t ₂ = 0.01 mm ) The difference in the depth of cut is provided by the dressing conditions of the grinding wheels, that is, the values of their outer diameters before processing. If the outer diameters of the wheels are equal, theoretically t ₁ = 0, however, due to the more intensive wear of the second wheel, the first wheel will carry out the process of fine grinding in the range t ₁ = 0.001 ... 0.005 mm or more, depending on the value of t ₂ .

Центральный 4 и пустотелый 3 валы получают независимое вращение с одинаковой или разной частотой. Благодаря этому планшайба 7 совершает осцилляцию, поворачиваясь по сферической шейке 8 под действием кулачкового механизма 6. Central 4 and hollow 3 shafts receive independent rotation with the same or different frequency. Due to this, the faceplate 7 oscillates, turning on a spherical neck 8 under the action of the cam mechanism 6.

Благодаря вращению шлифовального круга 2 с непрерывной осцилляцией, синхронной осцилляции 1 круга, на сферической шейке 8 изменяется угол положения зерен относительно обрабатываемой поверхности (зерна круга 2 становятся под разными углами к поверхности при различном угловом положении шлифовального круга 2). Это способствует повышению качества обработки вследствие лучшего самозатачивания зерен. Due to the rotation of the grinding wheel 2 with continuous oscillation, synchronous oscillation of the 1 wheel, the angle of the position of the grains relative to the surface being machined changes on the spherical neck 8 (the grains of the wheel 2 become at different angles to the surface with different angular positions of the grinding wheel 2). This helps to improve the quality of processing due to better self-grinding of the grains.

За счет предотвращения снижения шероховатости поверхности и исключения теплового воздействия при обработке заготовок брак сокращается до 60%. By preventing the reduction of surface roughness and eliminating thermal effects during processing of billets, marriage is reduced to 60%.

В результате осцилляции зоны резания и противоположной направленности вращения кругов гарантируется бесприжоговость обработки, улучшение качества обрабатываемой поверхности, что позволяет интенсифицировать процесс шлифования. As a result of the oscillation of the cutting zone and the opposite direction of rotation of the circles, free processing is guaranteed, and the quality of the processed surface is improved, which makes it possible to intensify the grinding process.

Пример 1. На модернизированном плоскошлифовальном станке с прямоугольным столом мод. 3Б722 шлифуется плоская поверхность планки шириной В=105 мм и длиной 1= 265 мм; высота планки h₁= 21_-0,03 мм. Шероховатость поверхности R_a= 0,63 мкм. Припуск на сторону h= 0,3 мм. Материал заготовки - сталь 45, закаленная, твердостью HRC 45. На магнитном столе станка установлено шесть заготовок (в два ряда, по три заготовки в каждом). Способ реализуется на модернизированном плоскошлифовальном станке с дополнительным приводом и измененным шпиндельным узлом.Example 1. On a modernized surface grinding machine with a rectangular table mod. 3B722 polished the flat surface of the strip with a width of B = 105 mm and a length of 1 = 265 mm; bar height h ₁ = 21 _-0.03 mm. The surface roughness R _a = 0.63 μm. Side allowance h = 0.3 mm. The workpiece material is steel 45, hardened, with a hardness of HRC 45. Six workpieces are installed on the magnetic table of the machine (in two rows, three workpieces in each). The method is implemented on an upgraded surface grinding machine with an additional drive and a modified spindle unit.

1. Выбираем шлифовальный круг - ПП 24А16ПСМ27К1А 35 м/с. У станка мод. 3Б722 D_к= 450 мм; ширину (высоту) принимаем В_к= 20 мм. Угол наклона шлифовальных кругов принимаем максимальный из расчета

Круг 1 устанавливаем под углом α=2,545^o к плоскости, перпендикулярной оси вращения, при этом круг 2 установится параллельно торцам первого со смещением вдоль оси.1. Choose a grinding wheel - software 24A16PSM27K1A 35 m / s. At the machine mod. 3B722 D _to = 450 mm; the width (height) is taken In _to = 20 mm. The angle of inclination of the grinding wheels is the maximum

Circle 1 is set at an angle α = 2.545 ^o to the plane perpendicular to the axis of rotation, while circle 2 is set parallel to the ends of the first with an offset along the axis.

2. Скорость шлифовального круга при n_к= 1450 об/мин - v_к= 34,3 м/с.2. The speed of the grinding wheel at n _k = 1450 rpm - v _k = 34.3 m / s.

3. Скорость движения детали (скорость продольного перемещения стола) v_д= 20 м/мин (0,33 м/с).3. The speed of movement of the part (the speed of the longitudinal movement of the table) v _d = 20 m / min (0.33 m / s).

4. Глубина шлифования (вертикальная подача круга) - t= 0,03 мм (на реверс шлифовальной бабки). 4. Depth of grinding (vertical feed of the wheel) - t = 0.03 mm (for reverse grinding headstock).

5. Поперечная подача принималась в долях ширины круга s_д=0,25. Тогда s= 0,25·20=5 мм/ход стола.5. Cross feed was taken in fractions of the width of the circle s _d = 0.25. Then s = 0.25 · 20 = 5 mm / table stroke.

6. Машинное время
Т_м = HLhK/(1000v_дstm)= 220·810·0,3·1,4/(1000·20·5·0,03·6)= 4,16 мин, где H = 2·105 +5 +5= 220 мм; L= 3·265+15=810 мм; m= 6 заг., К= 1,4 (выхаживание).6. Machine time
T _m = HLhK / (1000v _d stm) = 220 · 810 · 0.3 · 1.4 / (1000 · 20 · 5 · 0.03 · 6) = 4.16 min, where H = 2 · 105 +5 + 5 = 220 mm; L = 3 · 265 + 15 = 810 mm; m = 6 zag., K = 1.4 (nursing).

Хотя обработка проводилась при повышенной производительности (при традиционном шлифовании кругом высотой 63 мм требуется Т_м= 8,43 мин), съема металла, появления прижогов на обработанных поверхностях зафиксировано не было.Although the processing was carried out with increased productivity (traditional grinding with a height of 63 mm requires T _m = 8.43 min), metal removal and the appearance of burns on the treated surfaces were not recorded.

Пример 2. Исследования, проведенные на этом модернизированном плоскошлифовальном станке (см. пример 1) при шлифовании алмазным кругом заготовок из стали 45 с различными износостойкими покрытиями (например, на основе оксидов, карбидов, нитридов и боридов), показали, что по сравнению с обычным шлифованием одним кругом, при котором на покрытии не появляются микротрещины и сколы, можно увеличить до 0,02 мм (т.е. в 2 раза). Кроме того, существенно снижаются энергозатраты на единицу объема металла, снимаемого за 1 мин, и в 3-4 раза повышается производительность обработки при сохранении заданных характеристик качества изделия по шероховатости, остаточным напряжениям и др. Example 2. Studies conducted on this modernized surface grinding machine (see example 1) when grinding diamond billets of steel 45 with various wear-resistant coatings (for example, based on oxides, carbides, nitrides and borides), showed that compared with conventional grinding in one circle, in which microcracks and chips do not appear on the coating, can be increased to 0.02 mm (i.e. 2 times). In addition, energy consumption per unit volume of metal removed in 1 min is significantly reduced, and processing productivity is increased 3-4 times while maintaining the specified product quality characteristics for roughness, residual stresses, etc.

Таким образом, особенностью предлагаемого способа шлифования является совмещение осцилляции зоны шлифования, улучшающей тепловой баланс инструмента, повышающей его стойкость и уменьшающей засаливаемость, с обеспечением знакопеременных деформаций сдвига в поверхностном слое и осуществление резания против направления текстуры срезаемого слоя, которые расширяют технологические возможности, обеспечивают повышение производительности обработки при сохранении качества изделия, снижают энергозатраты на единицу объема снимаемого металла. Способ обеспечивает свободный подвод смазывающе-охлаждающей жидкости в зону обработки, что также повышает производительность шлифования. Thus, a feature of the proposed grinding method is the combination of oscillation of the grinding zone, which improves the heat balance of the tool, increases its resistance and reduces salinity, while providing alternating shear deformations in the surface layer and cutting against the direction of the texture of the cut layer, which expand technological capabilities and provide increased productivity processing while maintaining the quality of the product, reduce energy consumption per unit volume of the removed metal la The method provides a free supply of cutting fluid to the treatment zone, which also improves grinding performance.

Claims

A grinding method comprising communicating to two grinding wheels with the same diameters located on coaxial coaxial shafts, rotation in opposite directions and feed movement, and the workpiece reciprocating movement relative to the circles, characterized in that the first circle is mounted rigidly on the hollow shaft under the circle α to a plane perpendicular to the axis of rotation, and the second circle report the oscillation, for which it is movably mounted on the spherical neck of the Central shaft using conjugated with the latter faceplate, the end of which is intended for contact with mechanical oscillation cam mechanism, which is chucking the first circle, the second circle of a sphere symmetrically relative to the center neck, and the outer peripheral surface of its lock field.