RU2479402C1 - Method of refining ball shape - Google Patents
Method of refining ball shape Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479402C1 RU2479402C1 RU2011137343/02A RU2011137343A RU2479402C1 RU 2479402 C1 RU2479402 C1 RU 2479402C1 RU 2011137343/02 A RU2011137343/02 A RU 2011137343/02A RU 2011137343 A RU2011137343 A RU 2011137343A RU 2479402 C1 RU2479402 C1 RU 2479402C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ball
- removal
- strips
- strip
- metal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области абразивной доводки и может быть использовано в подшипниковой промышленности при изготовлении шариков.The invention relates to the field of abrasive finishing and can be used in the bearing industry in the manufacture of balls.
Близким аналогом изобретения является способ чистовой обработки шаров (авт. св. №1060428 A), основанный на размещении шариков между неподвижным диском и двумя планшайбами, угловые скорости которых изменяют по синусоидальным законам с фазовым сдвигом. Это позволяет формировать винтовые траектории следов обработки с равномерным шагом. Достоинство этого способа обработки состоит в распределении следов обработки по всей поверхности каждого шарика. Недостатком способа является большая продолжительность покрытия всей поверхности шарика следами обработки, которая определяет невысокую точность формы шариков после обработки. По мере перемещения следа обработки по винтовой линии на поверхности шарика меняется глубина следа, которая пропорциональна продолжительности оборота по винтовой линии. Это приводит к появлению эллипсоидальной составляющей в форме шарика.A close analogue of the invention is a method of finishing balls (ed. St. No. 1060428 A), based on placing balls between a fixed disk and two faceplates, the angular velocity of which is changed according to sinusoidal laws with a phase shift. This allows the formation of helical trajectories of processing traces with a uniform pitch. The advantage of this processing method is the distribution of processing traces over the entire surface of each ball. The disadvantage of this method is the long duration of covering the entire surface of the ball with traces of processing, which determines the low accuracy of the shape of the balls after processing. As the processing track moves along a helix on the surface of the ball, the depth of the track changes, which is proportional to the duration of the revolution along the helix. This leads to the appearance of an ellipsoidal component in the form of a ball.
Прототипом предлагаемого изобретения выбран способ обработки шариков (авт.св. №1184649, авт.св. доп. №1268382), каждый из которых размещается между двумя гибкими лентами, двигающимися с разными скоростями. Ленты образуют петли вокруг шарика. При анализе этого способа можно рассматривать широкие полосы съема, снимаемые с поверхности шарика, вместо следов обработки, которые в аналоге рассматриваются как линии на поверхности шарика. Достоинство способа в широкой полосе съема, обусловленной гибкостью лент, что позволяет уменьшить продолжительность покрытия всей поверхности шарика полосами съема. При анализе этого способа следует рассматривать широкие полосы съема и анализировать разнотолщинность съема внутри полосы съема. Эта разнотолщинность будет значительной, поскольку способ основан на постоянно изменяемых скоростях лент, и на разных коэффициентах трения в парах лента-шарик. Это приводит к неравномерному съему материала с поверхности шарика и ограничивает возможности повышения точности формы шарика.The prototype of the present invention selected a method of processing balls (ed. St. No. 1184649, ed. St. add. No. 1268382), each of which is placed between two flexible tapes moving at different speeds. Ribbons form loops around the ball. When analyzing this method, it is possible to consider wide stripping strips taken from the surface of the ball, instead of processing traces, which in the analogue are considered as lines on the surface of the ball. The advantage of the method in a wide stripe of removal, due to the flexibility of the tapes, which reduces the duration of coverage of the entire surface of the ball strips of removal. When analyzing this method, wide strips of stripping should be considered and the thickness variation of stripping within the stripping band should be analyzed. This thickness difference will be significant, because the method is based on constantly changing speeds of the tapes, and on different friction coefficients in pairs of tape-ball. This leads to uneven removal of material from the surface of the ball and limits the possibility of increasing the accuracy of the shape of the ball.
Задача предлагаемого изобретения состояла в разработке способа финишной сферодоводки шарика или шариков с более высокой точностью формы. Решение задачи сводится к:The objective of the invention was to develop a method for finishing spherical ball or balls with higher accuracy. The solution to the problem is:
- построению малого цикла сферодоводки, характеризуемого минимальным средним съемом и минимальной неравномерностью расположения полос съема на поверхности шарика при условии покрытия всей поверхности шарика полосами съема; из последовательности полос съема, снимаемых с поверхности шарика;- the construction of a small cycle of spherical finishing, characterized by a minimum average removal and minimal unevenness of the location of the strips on the surface of the ball, provided that the entire surface of the ball is covered with strips; from a sequence of strips removed from the surface of the ball;
- представлению большого цикла сферодоводки, определяемого износом абразивной пасты, в виде последовательности малых циклов и равномерного расположения малых циклов на поверхности шарика;- presentation of a large cycle of spherical finishing, determined by the wear of abrasive paste, in the form of a sequence of small cycles and the uniform arrangement of small cycles on the surface of the ball;
- выравниванию толщин съема внутри полосы съема.- alignment of the thickness of the removal within the strip removal.
Один из лучших и простейших малых циклов, количество которых в большом цикле исчисляется тысячами, можно представить в виде трех одинаковых полос съема, каждая из которых представляет сферический пояс, имеющий ширину, равную одной четверти длины большого круга шарика. Длина полосы съема равна длине большого круга шарика. Располагая полосы съема по трем взаимноперпендикулярным осям шарика и симметрично относительно центра шарика получаем равномерное покрытие всей поверхности шарика полосами съема. Это расположение полос съема показано на фиг.1, на которой обозначены:One of the best and simplest small cycles, the number of which in the large cycle amounts to thousands, can be represented in the form of three identical strips of removal, each of which represents a spherical belt having a width equal to one quarter of the length of a large circle of the ball. The length of the stripe is equal to the length of the big circle of the ball. By positioning the strips along three mutually perpendicular axes of the ball and symmetrically relative to the center of the ball, we obtain a uniform coating of the entire surface of the ball with strips. This location of the strips is shown in figure 1, which indicates:
1-6 одинаковых областей с двумя слоями съема;1-6 identical areas with two layers of removal;
2-8 одинаковых областей с тремя слоями съема, имеющих треугольную форму.2-8 identical areas with three stripping layers having a triangular shape.
При выбранных параметрах сферических поясов легко подсчитать, что 88% площади поверхности шарика покрыты двумя слоями съема, 12% составляют суммарную площадь треугольных областей, покрытую тремя слоями съема. При других параметрах полос съема такого равномерного распределения съемов на поверхности шарика добиться не удается. Так, если уменьшить ширину полос съема, то на поверхности шарика, после покрытия ее тремя полосами съема, останутся области, не покрытые полосами съема. Для покрытия этих областей потребуются дополнительные полосы съема, смещенные относительно первых трех полос. В результате получим малый цикл, имеющий удвоенную продолжительность и более неравномерное распределение съемов на поверхности шарика. Если увеличить ширину полос съема, то площадь областей с тремя слоями съема увеличится и станет больше 12%, что ухудшит точность сферодоводки. Аналогичные эффекты можно проследить при отклонении длины полосы съема от длины большого круга шарика.With the selected parameters of the spherical belts, it is easy to calculate that 88% of the surface area of the ball is covered with two layers of removal, 12% is the total area of triangular regions covered with three layers of removal. With other parameters of the strips, such a uniform distribution of strips on the surface of the ball cannot be achieved. So, if you reduce the width of the strips of stripping, then on the surface of the ball, after covering it with three strips of stripping, there will remain areas not covered by strips of stripping. To cover these areas will require additional strips of removal, offset from the first three bands. As a result, we obtain a small cycle having a doubled duration and a more uneven distribution of removals on the surface of the ball. If you increase the width of the stripping strips, the area of the areas with three layers of stripping will increase and will become more than 12%, which will worsen the accuracy of spherical finishing. Similar effects can be observed when the length of the stripping strip deviates from the length of the large circle of the ball.
При равномерном распределении полос съема на поверхности шарика каждая последующая полоса съема, вернее ее плоскость симметрии, направляют под углом 90° к плоскости симметрии предыдущей полосы съема. Если производить этот поворот на угол, отличный от 90°, то это приведет к увеличению продолжительности малого цикла, ухудшению равномерности съема внутри малого цикла и возникновению погрешности формы типа элипсоидальности. В случае, если полоса съема не будет симметрична относительно центра шарика, то уже на стадии малого цикла появится погрешность формы, и съем будет несбалансированным. Эти погрешности будут увеличиваться в процессе распределения малых циклов на поверхности шарика. В общем случае следует решать задачу формообразования, состоящую в определении величины припуска, необходимого для устранения исходной погрешности формы. Предлагаемое изобретение позволяет уменьшить припуск и, следовательно, повысить производительность сферодоводки, поскольку сферодоводку производят путем съема широкими полосами съема. Используя широкие полосы съема следует выравнивать толщины съемов внутри полости съема. С этой целью сферодоводку производят постоянными по ширине полосами съема, с постоянной по величине угловой скоростью вращения шарика, с выполнением регулировочных работ по выравниванию толщин съемов.With a uniform distribution of the strips on the surface of the ball, each subsequent stripe, or rather its plane of symmetry, is directed at an angle of 90 ° to the plane of symmetry of the previous stripe. If you make this rotation at an angle other than 90 °, then this will lead to an increase in the duration of the small cycle, deterioration of the uniformity of removal within the small cycle, and the appearance of an error in the form of an ellipsoid type. If the stripping strip is not symmetric with respect to the center of the ball, then at the stage of the small cycle the shape error will appear and the stripping will be unbalanced. These errors will increase during the distribution of small cycles on the surface of the ball. In the general case, the shaping problem should be solved, which consists in determining the size of the allowance necessary to eliminate the initial shape error. The present invention allows to reduce the allowance and, consequently, to increase the productivity of spherical cultivation, since spherical cultivation is carried out by shooting with wide strips of removal. Using wide stripping strips, the thickness of the strips inside the cavity of the stripper should be aligned. For this purpose, spherodovodka is carried out by strips of strip that are constant in width, with a constant angular velocity of rotation of the ball, with the performance of adjustment work to level the thickness of the strips.
Все перечисленные решения и работы можно осуществить, например, с помощью устройства, упрощенная схема которого представлена на фиг.2. На фиг.2 обозначены:All of these solutions and work can be carried out, for example, using a device, a simplified diagram of which is presented in figure 2. Figure 2 marked:
3, 4, 5, 6 - диски с кольцевыми канавками;3, 4, 5, 6 - disks with annular grooves;
7, 8 - двигатели, приводящие диски во вращение.7, 8 - engines that drive the discs into rotation.
Шарики могут фиксироваться всеми четырьмя кольцевыми канавками или одной из пар противоположно расположенных кольцевых канавок. Если шарики фиксируются кольцевыми канавками одной пары дисков, например кольцевыми канавками дисков 4, 5, то кольцевые канавки второй пары дисков 3,6 находятся вне контакта с шариками. Характер фиксации зависит от соотношения сил F, T, приложенных к дискам 4,6 и направленных вдоль их осей. Величины сил F, T и время их действия можно установить в процессе настройки сервоприводов и шарико-винтовых передач, которые на фиг.2 не показаны. Величины их можно менять по программе, действующей в течение всего цикла сферодоводки. Продолжительность сохранения постоянного соотношения сил F, T и скорость вращения шарика определяют длину полосы съема. Для каждого соотношения сил F, T можно установить такие скорости вращения дисков, при которых центры шариков будут неподвижны, а сами шарики будут вращаться вокруг неподвижных осей с постоянными скоростями. Это убережет шарики от контактов между собой или сделает эти контакты безопасными и не влияющими на качество поверхности шариков. Чтобы центры шариков были неподвижными, диски 3, 5 следует вращать в одном направлении, а диски 4, 6 в противоположном направлении с приблизительно одинаковыми скоростями. Сами величины скоростей определяются экспериментально в зависимости от диаметров шариков, максимальных контактных давлений, действующих на шарики, режима сферодоводки, включающего свойства и параметры абразивных паст и материала дисков.The balls can be fixed by all four annular grooves or one of the pairs of oppositely located annular grooves. If the balls are fixed by the annular grooves of one pair of disks, for example, the annular grooves of the disks 4, 5, then the annular grooves of the second pair of disks 3.6 are out of contact with the balls. The nature of the fixation depends on the ratio of the forces F, T applied to the disks 4.6 and directed along their axes. The magnitude of the forces F, T and the time of their action can be set in the process of setting up servos and ball screw drives, which are not shown in Fig. 2. Their values can be changed according to the program, which is valid throughout the entire cycle of sphere-finishing. The duration of maintaining a constant ratio of forces F, T and the speed of rotation of the ball determines the length of the stripping strip. For each force ratio F, T, it is possible to establish such speeds of rotation of the disks at which the centers of the balls will be motionless and the balls themselves will rotate around the motionless axes with constant speeds. This will protect the balls from contact with each other or make these contacts safe and not affecting the surface quality of the balls. In order for the centers of the balls to be stationary, the disks 3, 5 should be rotated in one direction, and the disks 4, 6 in the opposite direction with approximately the same speeds. Velocities themselves are determined experimentally depending on the diameters of the balls, the maximum contact pressures acting on the balls, the spherical mode, including the properties and parameters of abrasive pastes and disk material.
В предлагаемом изобретении силы F, T постоянны в процессе поворота шариков на угол 360°, определяющий длину полосы съема, после чего эти силы скачкообразно изменяются так, что направление оси вращения шариков поворачивается на 90°. На фиг.3 показана полоса съема, образованная кольцевыми канавками 4 и 5 дисков при повороте шарика на угол 360° с угловой скоростью ω; сечения кольцевых канавок 3 и 6 дисков на фиг.3 не показаны. Направление оси вращения шарика Xп соответствует случаю, когда сила F значительно больше силы Т. Это дает основания для того, чтобы пренебречь съемом, производимым кольцевыми канавками 3 и 6 дисков, сжимаемыми шарики с меньшей силой. Если меньшая сила T равна нулю, то шарик будет вращаться со скоростью ωо, а ширина полосы съема Bп, измеренная в угловой мере, будет равна ширине Bк кольцевой канавки. Реализовать такой случай сложно, особенно при ширине кольцевой канавки, равной 90° в угловой мере и большом диаметре шарика. Поворот оси вращения шарика на угол α за счет изменения соотношения сил F, T позволяет уменьшить ширину кольцевых канавок и перераспределить толщины съемов внутри полосы съема. На фиг.3 съем при повороте шарика на угол 360° вокруг оси Хп происходит в сферических поясах 9, 10, в поясах 9 - однослойный, в поясе 10 - двухслойный. Это позволяет перераспределить толщины съемов внутри полосы съема и уменьшить ширину кольцевых канавок на угол 2α. Другой способ выравнивания съемов внутри полосы съема состоит в выполнении кольцевых канавок с одной или несколькими кольцевыми проточками. На фиг.4 показано, как с помощью кольцевых проточек 11 и 12 в кольцевых канавках 4 и 5 дисков при вращении шарика с угловой скоростью ω получить полосу съема 13 с однослойным покрытием. Это однослойное покрытие может иметь как малую, так и большую разнотолщинность в зависимости от микроперемещений и распределения контактных давлений в области контакта шарика с кольцевыми канавками. Отсутствие необходимых закономерностей для расчета толщины съема внутри полосы съема приводит к необходимости настройки устройства на выравнивание толщины съема внутри полосы съема. Такая настройка возможна, так как одновременно можно менять силы F, T и их соотношение, ширину кольцевых канавок, находящуюся в контакте с шариком, параметры кольцевых проточек.In the present invention, the forces F, T are constant during the rotation of the balls through an angle of 360 °, which determines the length of the stripping strip, after which these forces change stepwise so that the direction of the axis of rotation of the balls rotates 90 °. Figure 3 shows the stripe formed by the annular grooves 4 and 5 of the disks when the ball is rotated through an angle of 360 ° with an angular velocity ω; sections of the annular grooves 3 and 6 of the disks in figure 3 are not shown. The direction of the axis of rotation of the ball Xn corresponds to the case when the force F is much greater than the force T. This gives reason to neglect the removal produced by the ring grooves 3 and 6 of the discs, compressing the balls with less force. If the smaller force T is equal to zero, then the ball will rotate at a speed of ω about , and the stripe width B p , measured in an angular measure, will be equal to the width B to the annular groove. It is difficult to implement such a case, especially when the width of the annular groove is 90 ° in the angular measure and the large diameter of the ball. Rotation of the axis of rotation of the ball by an angle α due to a change in the ratio of forces F, T makes it possible to reduce the width of the annular grooves and redistribute the thicknesses of the strips inside the stripe strip. In Fig. 3, when turning the ball through an angle of 360 ° around the Xn axis, I will eat in the
Помимо выравнивания съемов внутри полос съема целесообразно равномерно распределять малые циклы на поверхности шарика. Для этого в программу сервоприводов следует ввести дополнительные, не сопровождающиеся съемом материала, повороты шарика на угол 90° после каждых двух рабочих поворотов шарика на угол, равный 360°. Повороты шарика, производимые без съема материала или со съемом материала, которым можно пренебречь, можно осуществить уменьшая силы F, T. Возможны и другие способы равномерного распределения полос съема на поверхности шарика.In addition to the alignment of the strips inside the strips, it is advisable to evenly distribute small cycles on the surface of the ball. For this, additional rotations of the ball through an angle of 90 ° after every two working rotations of the ball through an angle of 360 ° should be introduced into the servo program. Rotations of the ball, which are carried out without material removal or with material removal that can be neglected, can be performed by decreasing the forces F, T. Other methods of uniform distribution of the removal strips on the surface of the ball are possible.
Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении производительности сферодоводки и в повышении точности формы шариков или других сферических деталей.The technical and economic efficiency of the invention consists in increasing the productivity of spherical spinning and in increasing the accuracy of the shape of balls or other spherical parts.
Экономический эффект подсчитать не представляется возможным вследствие отсутствия статистически обоснованных исходных и сравнительных данных.It is not possible to calculate the economic effect due to the lack of statistically sound initial and comparative data.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011137343/02A RU2479402C1 (en) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | Method of refining ball shape |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011137343/02A RU2479402C1 (en) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | Method of refining ball shape |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011137343A RU2011137343A (en) | 2013-03-10 |
| RU2479402C1 true RU2479402C1 (en) | 2013-04-20 |
Family
ID=49123206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011137343/02A RU2479402C1 (en) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | Method of refining ball shape |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2479402C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1412760A (en) * | 1972-01-18 | 1975-11-05 | Messerschmidt Spezialmaschin | Method of and apparatus for machining the surfaces of spheres |
| SU1060428A1 (en) * | 1982-06-11 | 1983-12-15 | Тольяттинский политехнический институт | Method of finish working of balls |
| SU1068268A1 (en) * | 1982-07-14 | 1984-01-23 | Тольяттинский политехнический институт | Apparatus for finishing machining of spherical items |
| SU1184649A1 (en) * | 1984-04-29 | 1985-10-15 | Тульский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Method of working balls |
| SU1738608A1 (en) * | 1990-05-29 | 1992-06-07 | Белорусский Политехнический Институт | Device for machining balls |
-
2011
- 2011-08-31 RU RU2011137343/02A patent/RU2479402C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1412760A (en) * | 1972-01-18 | 1975-11-05 | Messerschmidt Spezialmaschin | Method of and apparatus for machining the surfaces of spheres |
| SU1060428A1 (en) * | 1982-06-11 | 1983-12-15 | Тольяттинский политехнический институт | Method of finish working of balls |
| SU1068268A1 (en) * | 1982-07-14 | 1984-01-23 | Тольяттинский политехнический институт | Apparatus for finishing machining of spherical items |
| SU1184649A1 (en) * | 1984-04-29 | 1985-10-15 | Тульский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Method of working balls |
| SU1738608A1 (en) * | 1990-05-29 | 1992-06-07 | Белорусский Политехнический Институт | Device for machining balls |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011137343A (en) | 2013-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5511018B2 (en) | Road surface member for tire testing machine and manufacturing method thereof | |
| US20180056480A1 (en) | Method and apparatus for monitoring abrasive machining | |
| Peng et al. | Modeling and controlling of surface micro-topography feature in micro-ball-end milling | |
| JP2001096524A (en) | Cutting method for ceramic honeycomb molded body | |
| JP2012525990A (en) | Manufacturing method of fine replication tool | |
| JP2021025973A5 (en) | ||
| RU2479402C1 (en) | Method of refining ball shape | |
| US20140000996A1 (en) | Brake disc and method for treating the surface of a brake disc | |
| JP2010280018A5 (en) | ||
| JP2009061516A (en) | Method and apparatus for grinding | |
| JP2016522036A (en) | Golf ball | |
| RU2466006C2 (en) | Rumbling device | |
| RU2481941C1 (en) | Device for finishing spheres | |
| TWI526720B (en) | Diffusing plate | |
| KR20210013205A (en) | Double-sided polishing device and double-sided polishing method of work | |
| JP2010253652A (en) | Multi-saw machine and cutting method | |
| JP2006263868A (en) | Manufacturing device and method of screw point and screw point | |
| JP2019118975A (en) | Workpiece double-sided polishing device and method | |
| JPH0658453B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing core wire for optical fiber | |
| US11361738B2 (en) | Method and apparatus for artificial playing-in of a musical instrument string and method and apparatus for producing a musical instrument string | |
| US20060191388A1 (en) | Web processing device | |
| JPH0757464B2 (en) | Method for polishing thin film on substrate | |
| RU2481186C1 (en) | Device for finishing spheres | |
| JP2004351349A (en) | Die head for coating and coating apparatus and production method of die head for coating | |
| RU2790993C1 (en) | Metod for adjusting ring discs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160901 |