SU899329A1

SU899329A1 - Device for centrifugal treatment of balls

Info

Publication number: SU899329A1
Application number: SU792847300A
Authority: SU
Inventors: Игорь Павлович Филонов; Петр Николаевич Киреев
Original assignee: Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1979-12-06
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1982-01-23

Description

1one

Изобретение относитс к абразивной обработке и может быть использовано в подшипниковой, авиационной, автотракторной промышленности.The invention relates to abrasive machining and can be used in the bearing, aviation, automotive industry.

Известны устройства дл абразивной центробежной обработки во вращающемс барабане деталей, получающих дополнительное перемещение посредством воздушных сопел, установленных тангенциально к цилиндрической поверхности барабана 1 .Devices are known for abrasive centrifugal processing in a rotating drum of parts that receive additional movement by means of air nozzles mounted tangentially to the cylindrical surface of drum 1.

Недостатком этого устройства вл етс то, что обработка деталей происходит в услови х скольжени , соударений и точность размеров, качество обработанной поверхности в таких услови х не соответствует требовани м подшипниковой промышленности .A disadvantage of this device is that the machining of parts occurs under sliding conditions, collisions and dimensional accuracy; the quality of the machined surface in such conditions does not meet the requirements of the bearing industry.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл обработки шариков при обкатывании их по рабочим поверхност м инструмента под действием среды под давлением, причем внутренние поверхности двух колец, образующих рабочую чейку, выполнены коническими 2 .The closest in technical essence to the present invention is a device for treating balls when they are rolled on the working surfaces of the tool under the action of a medium under pressure, and the inner surfaces of the two rings forming the working cell are made conical 2.

Обработка шариков с помощью такого устройства сохран ет их размер.Processing balls with such a device preserves their size.

но точность формы невелика.-Отсутствие возможности контактировани всей обрабатываемой поверхности шарика с инструментом за врем одного оборота его вокруг оси инструмента приводит к по влению гранности, овальности . Изменение положени опорных точек ка обрабатываемой поверхности обеспечиваетс за счет относительного but the accuracy of the form is small. The absence of the possibility of contacting the entire surface of the ball with the tool during one revolution of it around the tool axis leads to the appearance of granularity, ovality. The change in the position of the reference points on the treated surface is ensured by the relative

10 изменени положени в осевом направлении двух колец. Траектори центра шарика при этом не мен етс . Нанесение следов инструмента на обрабатываемую сферическую поверхность 10 changes in the axial direction of the two rings. The trajectory of the center of the ball does not change. Drawing tool marks on the spherical surface being machined

15 происходит по двум кольцевым зонам, перекрытие которых происходит под действием случайных факторов, при повороте шарика вокруг касательной к траектории центра.15 occurs in two annular zones, the overlapping of which occurs under the influence of random factors, when the ball is rotated around the tangent to the center trajectory.

2020

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

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство снабжено св занным с приводом барабаном, несущим рабочие The goal is achieved by the fact that the device is equipped with a drive-related drum carrying workers

25 чейки и установленным с возможностью вращени вокруг осей, параллельной и перпендикул рной оси симметрии внутренней рабочей поверхности чеек.25 cells and mounted rotatably around axes parallel and perpendicular to the axis of symmetry of the internal working surface of the cells.

На фиг.1 изображено предложенное устройство, общий вид; на фиг.2 30 разрез А-А на фйг.1; ма фиг.З - раз рез Б-Б на фиг.2. Устройство дл центробежной обра ботки шариков состоит из станины 1., на которой установлен барабан 2 с возможностью вращени в подшипни|ках 3 вокруг оси параллельной его диаметру. В гнездах барабана установлены чейки-инструменты 4 с внут ренней торовой рабочей поверхностью Инструменты 4 фиксируютс в осевом направлении фиксаторами 5 с пружина ми б, регулируемыми винтами 7. Соос но с рабочими чейками 4 на барабане 2 установлена камера 8 с тангенциальными соплами 9, в которые Через отверсти 10 и 11, патрубок 1 и отверстие 13 подаетс сжатый воздух из сети, под действием которого привод тс во вращение обрабатываемые шарики 14. Привод барабана 2,. дл вращени его вокруг оси I-I перпендикул рной оси симметрии II-I рабочей поверхности инструмента 4, состоит из электродвигател 15, муф ты 16, шкивов 17 и 18 и ременной п-ередачи 19, шестерен 20 и 21, св занной с полым валом 22 св занным с корпусом 23. Привод барабана 2 дл - вращени его вокруг собственной оси симметрии III-III, параллельной оси II-II состоит из шестерен 24 и 25, соедин ных неподвижно с валом 26, вращающимс в подшипнике 27, установленном в станине 1 и подшипнике 28, расположенным в корпусе 23. На валу 26 закреплена коническа шестерн 29, сцепл юща с с шестерней 30, устано ленной в подшипнике 32, корпуса 23. Шестерн 30 соедин етс с барабаном 2 с помощью шлицевого соединени и фиксируетс гайкой 32. Устройство работает следующим образом. Ячейки-инструменты 4 с заполненными обрабатываемыми шариками 14 устанавливаютс в гнезда барабана 2 и фиксируютс в осевом положении фи саторами 5. Воздух (среда под давлением ) подаетс из сети по отверстию 13 вала 26 и через патрубок 12 отверстие 10 и 11 поступает в камеру 8, из которой попадает в рабоч зону через сопло 9. В рабочей зоне . образуетс вихревой поток, обеспечивающий обкатывание шариков 14 по рабочим поверхност м инструментов 4 при этом шарики 14 прижимаютс к внутренним поверхност м инструменто 4 под действием центробежной силы, вызванной вращением их вокруг оси симметрии II-II со скоростью u)j,. Пр равномерном их вращении величина этой силы определ етс из выражени F) m(jj (R-r) , где m - масса шарика R - наибольший радиус рабочей поверхности инструмента; г - радиус обрабатываемых шариков . При включении электродвигател 15 ерез муфту 16, ременную передачу 17, 18 и 19, шестерни 20 и 21 передаетс ращение полому валу 22, который приодит во вращение барабан 2, вокруг си I-I перпендикул рной оси вращеи шарика относительно инструмента. случае перпендикул рности вектора скорости центра шарика 14 и вектора гловой скорости барабана 2 вокруг си I-I на шарик действует так же аксимальна сила Кориолиса (это оложение изображено на фиг.2). F 2mtJeWi(R-r) . Сум / арна сила, действующа на арик 14 в этом положении определ етс из выражени F, V(F)4( hmr(R-h)/arp2 c«r/ f5) где U - углова скорость вращени барабана 2 вокруг оси I-I, перпендикул рной оси II-II симметрии внутренней рабочей поверхности чейкиинструмента . Сила Кориолиса направлена паралельно оси вращени шарика 14 относительно инструмента 4, т.е. вдоль оси III-III симметрии барабана 2, поэтому она заставл ет измен ть траекторию центра (фиг.2). Шарики 14 в этом положении обкатываютс по рабочей поверхности инструмента 4 в продольном сечении. В диаметрально противоположном положении на шарик 14 действует сила Кориолиса, направленна в противоположную сторону (фиг.2), траектори его центра искривл етс в другом направлении и шарик обкатываетс по рабочей поверхности инструмента 4 в продольном сечении в противоположную сторону. Когда вектор скорости центра шарика 14 станет параллельным вектору угловой скорости вращени барабана 2 сила Хориолиса станет равной нулю, но суммарна сила, прижимающа его к рабочей поверхности инструмента 4 определитс исход из двух вращений: относительно оси симметрии инструмента и оси вращени барабана 2 вокруг оси I-I. Суммарна сила в этом случае F «F +Fesm(cJ(4) (R-r) При совпадении оси III-III враще-ни барабана 2 с плоскостью симметрии торовой поверхности инструмента 4, суммарна сила точно равна арифметической сумме составл ющих сил инерции от двух вращений.Figure 1 shows the proposed device, a General view; in FIG. 30 a section A-A in fig 1; ma fig.Z - time cut BB in figure 2. The device for centrifugal processing of balls consists of a bed 1. on which a drum 2 is mounted for rotation in bearings 3 around an axis parallel to its diameter. Instrument cells 4 with an internal torus working surface are installed in the recesses of the drum. Instruments 4 are fixed axially with clamps 5 with springs b adjustable with screws 7. Coaxial with working cells 4 on chamber 2 there is a chamber 8 with tangential nozzles 9 in which Through the holes 10 and 11, the nozzle 1 and the hole 13, compressed air is supplied from the network, under the action of which the balls 14 are rotated. The drive of the drum 2 ,. to rotate it around the axis II of the perpendicular axis of symmetry II-I of the working surface of the tool 4, consists of an electric motor 15, a coupling 16, pulleys 17 and 18, and a belt drive 19, gears 20 and 21 connected to a hollow shaft 22 connected to the housing 23. The drive of the drum 2 for rotating it around its own axis of symmetry III-III, parallel to the axis II-II, consists of gears 24 and 25, fixedly connected to a shaft 26 rotating in a bearing 27 mounted in a frame 1 and a bearing 28, located in housing 23. A bevel gear 29 is attached to shaft 26, engaging gear 30, Mouth lennoy in the bearing 32, the housing 23. The pinion 30 is connected with the drum 2 via a spline connection and fixed nut 32. The device operates as follows. The tool cells 4 with the processed balls 14 filled are installed in the recesses of the drum 2 and fixed in the axial position by the feeders 5. Air (pressurized medium) is supplied from the network through the hole 13 of the shaft 26 and through the nozzle 12 the hole 10 and 11 enters the chamber 8, from which it enters the working area through the nozzle 9. In the working area. a vortex flow is formed, which allows the balls 14 to run around the working surfaces of the tools 4, while the balls 14 are pressed to the internal surfaces of the tool 4 by the centrifugal force caused by their rotation around the axis of symmetry II-II at a speed u) j ,. If they rotate evenly, the magnitude of this force is determined from the expression F) m (jj (Rr), where m is the mass of the ball R is the largest radius of the tool's working surface; d is the radius of the balls being processed. When the electric motor is turned on 15 through clutch 16, the belt drive 17 , 18 and 19, gears 20 and 21 are transferred to the hollow shaft 22, which rotates the drum 2 around the II axis perpendicular to the axis of rotation of the ball relative to the tool. If the velocity vector of the center of the ball 14 and the global velocity vector of the drum 2 around Si II is perpendicular on ball d The maximum Coriolis force also acts (this position is shown in Fig. 2). F 2mtJeWi (Rr). The sum / ary force acting on arik 14 in this position is determined from the expression F, V (F) 4 (hmr (Rh) (arp2 c "r / f5) where U is the angular velocity of rotation of drum 2 around axis II, perpendicular to axis II-II of symmetry of the inner working surface of the cell tool. Coriolis force is directed parallel to the axis of rotation of the ball 14 relative to tool 4, i.e. along axis III-III of symmetry of drum 2, therefore, it forces the center trajectory to change (Fig. 2). The balls 14 are rolled in this position over the working surface of the tool 4 in longitudinal section. In the diametrically opposite position, the ball 14 is acted upon by a Coriolis force directed in the opposite direction (Fig. 2), the trajectory of its center is bent in the other direction, and the ball rolls around the working surface of the tool 4 in a longitudinal section in the opposite direction. When the velocity vector of the center of the ball 14 becomes parallel to the angular velocity vector of the drum 2, the Horiolis force becomes zero, but the total force pressing it to the working surface of the tool 4 will be determined from two rotations: relative to the axis of symmetry of the tool and the axis of rotation of the drum 2 around the axis I-I. The total force in this case is F F F + Fesm (cJ (4) (Rr). If the axis III-III of the rotation of drum 2 coincides with the plane of symmetry of the torus surface of the tool 4, the total force is exactly equal to the arithmetic sum of the component inertia forces from two rotations .

Таким образом, каждый обрабатываемый шарик 14 за врем одного оборота вокруг оси инструмента 4 находис под действием сил инерции переменных по модулю и по направлению. Причем они измен ютс плавно четыре раза за каждые 90° поворота шарика 14 вокруг оси инструмента 4.Thus, each processed ball 14 during one revolution around the axis of the tool 4 is under the action of inertial forces of variables in magnitude and direction. Moreover, they change smoothly four times for every 90 ° rotation of the ball 14 around the axis of the tool 4.

Следует отметить, что при наличии вращени барабана 2 вокруг оси I-I, перпендикул рной оси cи Ф1eтpии II-II рабочей поверхности инструмента, сил инерции, действующие на обрабатываемые шарики 14, во всех четырех положени х будут значительно больше чем при . Так из формул (1) , (3) и (4) видно, чтоIt should be noted that in the presence of rotation of the drum 2 around the axis I-I, perpendicular to the axis C and Fether II-II of the working surface of the tool, the inertia forces acting on the balls 14 being processed in all four positions will be significantly greater than at. So from formulas (1), (3) and (4) it can be seen that

н н F F и Fj, F .nn F F and Fj, F.

Дл обеспечени равномерного из-. носа рабочих поверхностей инструмента 4 барабан 2 вращаетс вместе с ним вокруг оси своей симметрии III-11 Это также приводит к дополнительному изменению траектории центров обрабатываемых мариков 14 относительно рабочих поверхностей инструмента 4, что способствует Интенсификации процесса обработки. Вращение барабана 2 вокруг своей оси симметрии происходит одновременно при его вращении вокруг оси I-I. При этом вращение от шестерни 24 передаетс шестерне 25, а от нее валу 26, вращающемус в подшипнике 27, установленному в станине 1, и подшипнике 28, установленном в корпусе 23. Вместе с валом 26 вращаетс жестко св занна с ним коническа шестерн .29, котора передает вращение шестерне 30, жестко св занной с барабаном 2 и имеющей с ним общую ось вращени .To ensure uniform iz-. The nose of the working surfaces of the tool 4, the drum 2 rotates with it around the axis of its symmetry III-11. This also leads to an additional change in the trajectory of the centers of the processed marik 14 relative to the working surfaces of the tool 4, which contributes to the intensification of the processing. The rotation of the drum 2 around its axis of symmetry occurs simultaneously with its rotation around the axis I-I. At the same time, rotation from gear 24 is transmitted to gear 25, and from it to shaft 26 rotating in bearing 27 mounted in frame 1 and bearing 28 mounted in housing 23. A bevel gear rigidly rotated with shaft 26 rotates. which transmits rotation to gear 30, rigidly connected to drum 2 and having a common axis of rotation with it.

После окончани обработки чейки-инструмента 4 замен ют новыми с загруженными в них обрабатываемыми шариками 14 при отсутствии вращени барабана 2.After the processing is completed, the tool 4 cells are replaced with new ones with the processed balls 14 loaded in them in the absence of rotation of the drum 2.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает интенсификацию процесса обработки шариков как за счет гарантированного многоосного вращени их в зоне обработки, так и за счет увеличени прижимного Thus, the proposed device provides an intensification of the process of ball processing, both due to the guaranteed multiaxial rotation of them in the treatment zone, and by increasing the clamping

0 усили при отсутствии проскальзывани в зонах контакта, что приводит к равномерному нанесению следов инструмента на обрабатываемую поверхность и улучшению качества обработан5 ной поверхности.0 force in the absence of slippage in the contact zones, which leads to uniform application of tool marks on the treated surface and improvement in the quality of the treated surface.

Claims

1. US patent 2734317, st. 51-73, 1956.

2. USSR author's certificate No. 617245, cl. B 24 V 11/02, 1976.