SU1093497A1

SU1093497A1 - Ball-machining apparatus

Info

Publication number: SU1093497A1
Application number: SU833529836A
Authority: SU
Inventors: Петр Иванович Ящерицын; Игорь Павлович Филонов; Игорь Иванович Дьяков; Илья Григорьевич Горелик; Гарий Станиславович Квятковский
Original assignee: Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1983-01-06
Filing date: 1983-01-06
Publication date: 1984-05-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ШАРИКОВ торцом дискового инструмента, размещенных в гнездах основани , соединенных с камерой расширени сжатого воздуха посредством вертикальных сопел, выполненных в основании, установленном соосно шпинделю инструмента и кинематически св занном с приводом вращени через мал1 тийский механизм, отличающеес тем, что, с целью повышени качества обработки, устройство снабжено по крайней мере двум парами эллиптических зубчатых колес, одна из которых расположена между основанием , в которо м выполнены каналы дл подачи жидкой среды в рабочую зону, и крестом мальтийского механизма, а друга - между ведущим звеном последнего и приводом вращени основани , при этом на ведущем звене установлены упоры, предназначенные дл управлени введенным в устройство регул тором давлени камеры расширени сжатого воздуха, а крест мальтийского механизма и соответствующее ему эллиптическое колесо закреплены на валу в таком угловом положении, при котором каждому углу между пазами креста соот (Л ветствует различна длина наружной поверхности . со со 4; со A DEVICE FOR TREATING BALLS with an end face of a disk tool placed in the sockets of the base connected to the expansion chamber of compressed air through vertical nozzles made in the base mounted coaxially with the tool spindle and kinematically connected to the drive rotation through a Malti mechanism, characterized in that improving the quality of processing, the device is equipped with at least two pairs of elliptical gears, one of which is located between the base in which the channel is made for supplying a liquid medium to the working area, and the Maltese cross, and the other, between the drive link of the latter and the base rotation drive, while on the drive link there are stops which are designed to control the expansion chamber of the expansion chamber compressed air introduced into the device, and the Maltese cross mechanism and the corresponding elliptical wheel mounted on the shaft in such an angular position, in which each angle between the grooves of the cross corresponds to (L length of the outer surface is different. with co 4; with

Description

Изобретение относитс к абразивной обработке и может быть использовано в автотракторной, авиационной, подшипниковой промышленности при окончательной обработке высокоточных шариков.The invention relates to abrasive machining and can be used in the automotive, aviation, bearing industry in the final machining of high-precision balls.

Известно устройство дл обработки высокоточных шариков, размеш,енных в рабочей зоне, образованной торцовой поверхностью враш.аюш,егос дискового инструмента с кольцевыми канавками и внутренними поверхност ми цилиндрических втулок, св занных с камерой расширени сжатого воздуха посредством вертикальных сопел, причем втулки установлены в радиальных пазах основани с возможностью перемещени вдоль этих пазов. В свою очередь, основание св зано -с приводом вращени посредством дифференциального и мальтийского механизмов.A device for treating high-precision balls placed in the working area formed by the end surface of a vrashivayus of its disk tool with annular grooves and the inner surfaces of cylindrical bushings connected to the expansion chamber of compressed air by vertical nozzles is known, and the bushes are installed in radial the slots of the base are movable along these slots. In turn, the base is coupled with a rotational drive by means of differential and Maltese mechanisms.

В известном устройстве присутствуют все движени щарика в рабочей зоне, необходимые дл формировани его сферической поверхности, а именно вращение вокруг оси, направленной по радиусу инструмента, попеременное вращение то вокруг оси, направленной по касательной к траектории движени центра щарика, то вокруг вертикальной оси за счет дополнительных инерционных моментов (гироскопических) 1.The known device contains all movements of the ball in the working area necessary to form its spherical surface, namely rotation around an axis directed along the tool radius, alternate rotation around the axis directed tangentially to the path of the ball center, then around the vertical axis due to additional inertial moments (gyroscopic) 1.

Однако в известном устройстве установка втулок подвижно в пазах основани не только усложн ет конструктивно выполнение рабочей зоны и уменьшает количество одновременно обрабатываемых шариков, но и может привести к заклиниванию втулок в пазу, что ухудшит геометрическую точность щарика.However, in the known device, installing the sleeves movably in the grooves of the base not only complicates the design of the working area and reduces the number of balls being processed at the same time, but can also lead to jamming of the sleeves in the groove, which will degrade the geometric accuracy of the ball.

Кроме того, в известном устройстве требуетс , чтобы радиус кривизны профил канавки был больще радиуса щарика дл обеспечени возможности перекатывани щарика поперек канавки. Однако это уменьшает зону контакта шарика с дисковым инструментом , а в момент перекатывани зона контакта вырождаетс до точечной, при этом контактное давление возрастает и припуск снимаетс глубокими узкими рисками, что, в свою очередь, отрицательно сказываетс на геометрической точности шариков и способствует образованию ожогов.In addition, in the prior art, the radius of curvature of the groove profile is required to be larger than the radius of the ball in order to allow the ball to roll across the groove. However, this reduces the area of contact of the ball with the disk tool, and at the time of rolling, the contact area degenerates to a point, while the contact pressure increases and the seam allowance is removed by deep narrow risks, which, in turn, adversely affects the geometric accuracy of the balls and contributes to the formation of burns.

Цель изобретени - повышение качества обработки.The purpose of the invention is to improve the quality of processing.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл обработки шариков, размешенных в гнездах основани , соединенных с камерой расширени сжатого воздуха посредством вертикальных сопел, выполненных в основании, установленном соосно шпинделю инструмента и кинематически св занном с приводом вращени через мальтийский механизм, в основании выполнены каналы подачи жидкой среды к торцовой поверхности дискового инструмента в зону обработки, а камера расщирени сжатого воздуха снабжена регул тором давлени сThe goal is achieved by the device for treating balls placed in the base slots connected to the compressed air expansion chamber by means of vertical nozzles made in the base mounted coaxially with the tool spindle and kinematically connected to the rotational drive through the Maltese mechanism, feed channels are made in the base liquid medium to the end surface of the disk tool in the treatment area, and the expansion chamber of compressed air is equipped with a pressure regulator with

управлением от упоров, закрепленных равномерно на боковой поверхности ведущего диска мальтийского механизма, так что взаимодействие с регул тором давлени осу5 ществл етс во врем холостого хода ведущего диска. При этом в кинематическую цепь основание - привод вращени включены по крайней мере две пары эллиптических зубчатых колес, одна из которых св зывает основание с мальтийским механизмом, аcontrolled by stops fixed evenly on the lateral surface of the drive disk of the Maltese mechanism, so that the interaction with the pressure regulator takes place during the idling of the drive disk. At the same time, the kinematic chain base – rotation drive includes at least two pairs of elliptical gears, one of which connects the base with the Maltese mechanism, and

n„оn „o

втора - мальтийский механизм с приводом вращени . Причем крест мальтийского механизма закреплен на одном валу с эллиптическим зубчатым колесом в таком угловом положении, при котором каждому the second is the Maltese mechanism with a rotating drive. Moreover, the cross of the Maltese mechanism is fixed on the same shaft with the elliptical gear wheel in such an angular position, in which each

J. углу между пазами креста соответствует различна .длина соответствующих участков наружной поверхности эллиптического колеса . Ведущий диск мальтийского механизма установлен на одном валу с эллиптическим зубчатым колесом другой пары в таком уг0 ловом положении, при котором рабочий ход ведущего диска происходит при максимальной скорости его вращени .J. the angle between the grooves of the cross corresponds to different lengths of the corresponding sections of the outer surface of the elliptical wheel. The drive disk of the Maltese mechanism is mounted on the same shaft with the elliptical gear wheel of the other pair in such an angular position, at which the working stroke of the drive disk occurs at the maximum speed of its rotation.

На фиг. 1 изображено устройство, осевой разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (с указанием угловых положений ко5 лес); на фиг.- 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (с указанием угловых положений упоров на ведущем диске мальтийского механизма ); на фиг. 4 - вид рабочей зоны с возможным движением жидкой среды.FIG. 1 shows a device, an axial section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1 (with indication of the angular positions of the cos5 forest); FIG. 3 shows a section BB in FIG. 1 (with an indication of the angular positions of the stops on the drive disk of the Maltese mechanism); in fig. 4 - view of the working area with the possible movement of a liquid medium.

Устройство дл обработки высокоточных шариков (фиг. 1-4) содержит дисковый инструмент 1 с выполненными на торце кольцевыми канавками 2, св занный с электродвигателем 3 привода вращени через ременную передачу 4, основание 5, установленное с возможностью вращени в корпусе 6. В основании 5 выполнены цилиндрические гнезда 7 под обрабатываемые щарики 8, св занные с камерой 9 расщирени сжатого воздуха через вертикальные сопла 10, и наклонные сопла 11, св занные с каналомA device for treating high-precision balls (figs. 1-4) contains a disk tool 1 with annular grooves 2 formed at the end, connected to a rotational drive electric motor 3 via a belt drive 4, a base 5 rotatably mounted in the housing 6. In the base 5 cylindrical sockets 7 are made under the processed balls 8 connected with the chamber 9 for expansion of compressed air through vertical nozzles 10, and inclined nozzles 11 connected with the channel

12 подачи жидкой среды 12. Камера 9 расщирени сжатого воздуха св зана с каналом 13 подачи сжатого воздуха через регул тор 14 давлени . Основание 5 кинематически св зано с электродвигателем 15 привода вращени посредством зубчатых ко лес 16 и 17, эллиптических колес 18 и 19, мальтийского механизма 20 и эллиптических колес 21 .и 22. Мальтийский механизм 20 содержит ведущий диск 23 с цевкой 24, на боковой поверхности которого равномер12 supplying the liquid medium 12. Compressive air expansion chamber 9 is connected to the compressed air supply channel 13 through the pressure regulator 14. The base 5 is kinematically connected with the rotational drive electric motor 15 via gears 16 and 17, elliptical wheels 18 and 19, the Maltese mechanism 20 and elliptical wheels 21. And 22. The Maltese mechanism 20 contains a drive disk 23 with a torsion 24, on its side surface evenly

Q но установлены упоры 25 (фиг. 3) с возможностью взаимодействи с регул тором 14 давлени в момент холостого хода ведущего диска 23, и крест 26. Эллиптическое зубчатое колесо 21 закреплено с крестом 26 в угловом положении, при котором каждомуQ but the stops 25 (Fig. 3) are installed with the ability to interact with the pressure regulator 14 at the time of idling the drive disk 23, and the cross 26. The elliptical gear wheel 21 is fixed with the cross 26 in the angular position, in which each

5 углу между пазами креста i, f, , Тз. Ч соответствует различна длина боковой поверхности колеса 21, которой соответствует и различный разворот эллиптического колеса- 22 на углы V/, , fj , Ч , а следовательно , и самого основани 5. Устройство дл обработки высокоточных шариков работает следующим образом. Укладка обрабатываемых шариков 8 в гнезда 7 основани 5 происходит при приподн том дисковом инструменте 1, после чего он опускаетс в исходное положение и в камеру 9 расширени подаетс сжатый возг дух через канал 13 и регул тор 14 давлени , который, проход через вертикальные сорла 10, воздействует на шарики 8, поджима их к кольцевой канавке 2 дискового инструмента, 1. При включении электродвигател 3 приводитс во вращательное движение дисковый инструмент 1 через ременную передачу 4 и, в свою очередь, шарики 8 силами трени в зоне контакта их с дисковым инструментом вокруг оси, направленной по его радиусу, т. е. оси п. При включении электродвигател 15 вращение передаетс на ведущий диск 23 мальтийского , механизма 20 через зубчатые колеса 16 и 17 и пару эллиптических зубчатых колес 18 и 19. Ведущий диск 23 обеспечивает периодический разворот креста 26, а следовательно, и основани 5 через эллиптические колеса 21 и 22. Причем величина углового разворота и углова скорость основани |5 не одинакова дл каждого углового положени креста 26. В момент вращени основани 5 ось основного вращени шарика п поворачиваетс как бы в пространстве вокруг вертикальной оси (оси в), при этом возникает гироскопический момент, который разворачивает шарик вокруг оси F , причём разворот шарика вокруг оси F зависит от угловой скорости основани и угла его разворота . При подаче жидкой среды в канал 12, она через наклоненные сопла 11 приводитс в контакт с торцом дискового инструмента 1, захватываетс его неровност ми и увлекаетс во вращательное движение, попадает в зону контакта шарика 8 с инструментом 1 и под действием центробежных сил перемещаетс к периферии. Это движение жидкой среды стремитс развернуть шарик вокруг оси . F , а так как шарик вл етс гироскопическим телом, то по правилу Резал на самом деле будет происходить разворот вокруг оси в. Моменту от действи жидкости М (фиг. 4) преп тствует момент сил трени , который в большинстве случаев больше Мж. Уменьшение момента сил трени осуществл етс уменьшением силы прижима шариков 8 к инструменту 1, уменьшением давлени воздуха в камере 9 расширени с помощью регул тора 14, управл емого от упоров 25, установленных на ведушем диске 23. Установка упоров 25 на диске 23 и переменна его скорость вращени приводит к тому, что дополнительный разворот шариков 8 вокруг оси в действи жидкости происходит через неодинаковые промежутки времени. Использование предложенного устройства обеспечивает повышение качества шариков за счет качественного формообразовани их сферических поверхностей и отсутстви поверхностных дефектов на шарике; повышение, производительности процесса за счет наличи дополнительных вращений шарика в рабочей зоне вокруг осей ВИР обеспечени возможности значительного повышени скорости вращени дискового инструмента .5 corner between the grooves of the cross i, f,, Tz. H corresponds to a different length of the side surface of the wheel 21, to which a different turn of the elliptical wheel 22 corresponds to the angles V /, fj, H, and consequently to the very base 5. The device for processing high-precision balls works as follows. The machined balls 8 are laid in the sockets 7 of the base 5 when the disc tool 1 is raised, after which it is lowered to its original position and compressed air is fed into the expansion chamber 9 through the channel 13 and the pressure regulator 14, which passes through the vertical webs 10, acts on the balls 8, pressing them against the annular groove 2 of the disk tool 1. When the electric motor 3 is turned on, the disk tool 1 is rotated through the belt drive 4 and, in turn, the balls 8 are rubbed by their friction forces in the contact zone with disk tool around an axis directed along its radius, i.e. p axis. When the electric motor 15 is turned on, the rotation is transmitted to the Maltese driving disk 23, mechanism 20 via gears 16 and 17 and a pair of elliptical gear wheels 18 and 19. The driving disk 23 provides periodic rotation of the cross 26, and hence the base 5 through the elliptical wheels 21 and 22. Moreover, the magnitude of the angular spread and the angular velocity of the base | 5 are not the same for each angular position of the cross 26. At the moment of rotation of the base 5, the axis of the main rotation rica claim rotated like in the space around the vertical axis (axis), thus there is a gyro moment which spins the ball around the axis F, with the ball turn around the axis F of the base depends on the angular velocity and the angle of its rotation. When the fluid is supplied to the channel 12, it is in contact with the tip of the disk tool 1 through inclined nozzles 11, is caught in its irregularities and is entrained in rotational motion, enters the zone of contact of the ball 8 with the tool 1 and moves to the periphery. This movement of the liquid medium tends to turn the ball around the axis. F, and since the ball is a gyroscopic body, then according to the Rezal rule, a turn around the c axis will actually occur. The moment from the action of fluid M (Fig. 4) is hampered by the moment of friction forces, which in most cases is greater than Mt. The friction torque is reduced by pressing down the balls 8 to the tool 1, decreasing the air pressure in the expansion chamber 9 using the controller 14 controlled from the stops 25 installed on the master disk 23. Setting the stops 25 on the disk 23 and varying its speed rotation leads to the fact that the additional rotation of the balls 8 around the axis in the action of the liquid occurs at unequal periods of time. The use of the proposed device provides an improvement in the quality of the balls due to the qualitative shaping of their spherical surfaces and the absence of surface defects on the ball; an increase in the productivity of the process due to the presence of additional rotations of the ball in the working zone around the VIR axes to ensure the possibility of a significant increase in the rotation speed of the disk tool.

Claims

DEVICE FOR PROCESSING BALLS with the end face of a disk tool located in the base sockets connected to the compressed air expansion chamber by means of vertical nozzles made in the base mounted coaxially to the tool spindle and kinematically connected with the rotation drive through the Maltese mechanism, characterized in that, for the purpose of to improve the quality of processing, the device is equipped with at least two pairs of elliptical gears, one of which is located between the base in which the channels for supplying the liquid medium to the working area and the cross of the Maltese mechanism, and the other between the leading link of the latter and the base rotation drive, while the stop link is equipped with stops designed to control the pressure regulator of the compressed air expansion chamber introduced into the device, and the cross of the Maltese mechanism and the corresponding elliptical wheel is fixed on the shaft in such an angular position that at each angle between the grooves of the cross there corresponds a different length of the outer surface.

P

Liquid f cpeib ^g x

Figure 1 No.