SU1440672A1

SU1440672A1 - Method and machine for machining balls

Info

Publication number: SU1440672A1
Application number: SU864159149A
Authority: SU
Inventors: Игорь Павлович Филонов; Анатолий Данилович Цигалов; Геннадий Иванович Тишуров
Original assignee: Белорусский Политехнический Институт
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1988-11-30

Abstract

Изобретение относитс к абразивной обработке и может быть использовано в шарикоподшипниковой промышленности. Цель изобретени - повышение качества ,«/ и/ СО S обработки. Способ предусматривает обкатывание шариков 3 средой под давлением по внутренней поверхности инструмента н вра- ш,ение инструмента 1 вокруг оси, совпадающей с центром сферической рабочей поверхности инструмента 2, совмеща обработку с загрузкой (выгрузкой) обрабатываемых шариков 3. В станке установку инструментов 1 осуществл ют в гнезда барабана, вращающегос относительно оси симметрии, проход щей через центр сферической рабочей поверхности инструмента 2, а полости канавок соединены с камерой в виде полого гора, охватывающей инструменты 1, взаимодёйствующмг свонми нерабочими торцами с дополнительными торовыми эластичными камерами, соединенными с полым тором. 2 с.п. ф-лы, 7 ил. 1 О OS ьэThe invention relates to abrasive machining and can be used in the ball bearing industry. The purpose of the invention is to improve the quality of the "/ and / CO S processing. The method involves rolling the balls 3 with the medium under pressure along the inner surface of the tool, rotating the tool 1 around the axis coinciding with the center of the spherical working surface of the tool 2, combining processing with loading (unloading) of the balls 3 being processed. In the machine tool 1 is installed in the recess of the drum rotating relative to the axis of symmetry passing through the center of the spherical working surface of the tool 2, and the cavities of the grooves are connected to a chamber in the form of a hollow mountain covering the tool ments 1 vzaimodoystvuyuschmg svonmi non-working ends with additional tori elastic chambers connected with a hollow torus. 2 sec. f-ly, 7 ill. 1 About OS u

Description

RR

(fue.1(fue.1

Изобретение относитс к абразивной обработке и может использовано в шарикоподшипниковой промышленности.The invention relates to abrasive machining and can be used in the ball bearing industry.

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

На фиг. 1 показана схема, по сн ю- ш,а способ обработки; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. ; на фиг. 3 - станок дл реализации способа; на фиг. 4 - то же, вид сверху (повернуто); на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. б - сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 7 - сечение Г-Г на фиг. 6.FIG. 1 shows the scheme, as shown below, and the processing method; in fig. 2 is a section A-A in FIG. ; in fig. 3 - machine for implementing the method; in fig. 4 - the same, top view (turned); in fig. 5 is a section BB in FIG. four; in fig. b - section BB in FIG. 3; in fig. 7 is a cross-section of the FIG. 6

Способ заключаетс в том, что верхний инструмент 1 с внутренней цилиндрической поверхностью вращают со скоростью cof относительно оси, совпадающей с центром сферической рабочей поверхности нижнего инструмента 2, который враШ.ают со скоростью «2 и вокруг своей оси симметрии и выполн ют в виде шарового сегмента. При этом обрабатываемые шарики 3 размещают в кольцевой канавке, образованной наружной поверхностью втулки 4 соосно инструменту и торцовой поверхностью крышки 5, соединенной неподвижно с инструментом 1 и втулкой 4. Втулка 4 заглушена фланцем 6 и имеет тангенциальные сопла 7, соедин юш.ие ее внутреннюю полость с кольцевой канавкой 8. При этом крышка 5 имеет осевое отверстие, соедин ющеес с источником среды под давлением (сжатым воздухом).The method consists in that the upper tool 1 with the inner cylindrical surface rotates at a speed cof about an axis that coincides with the center of the spherical working surface of the lower tool 2, which rotates at a speed of "2" and around its axis of symmetry and is in the form of a ball segment . When this processed balls 3 are placed in an annular groove formed by the outer surface of the sleeve 4 coaxially with the tool and the end surface of the cover 5, fixedly connected with the tool 1 and the sleeve 4. The sleeve 4 is plugged with a flange 6 and has tangential nozzles 7, connecting its internal cavity with an annular groove 8. At the same time, the cover 5 has an axial hole connected to a source of pressurized medium (compressed air).

Таким образом, внутренн полость втулки 4 образует камеру расширени сжатого воздуха, поступающего от сети в кольцевую канавку 8 через тангенциальные сопла 7. При этом, при поддержании посто нного оптимального зазора между сферическими поверхност ми инструментов 1 и 2 в кольцевой канавке образуетс вихревой поток , увлекающий обрабатываемые шарики 3, заставл их вращатьс с относительной скоростью переносной со вокруг параллельных осей. При этом ось переносного (планетарного) вращени инструмента 1 проходит через центр сферической рабочей поверхности инструмента 2 и перпендикул рна оси его вращени . Угол же А между ос ми симметрии инструментов 1 и 2 измен етс в процессе обработки. Это приводит к изменению направлений между реакци ми в точках D контакта обрабатываемых щадиков 3 с инструментом 2 и силами их веса G. Таким образом, создаетс момент, (фиг. 1,2), обеспечивающий поворот шариков 3 относительно касательной т с переменной скоростью сокр. Этому способствует сила трени шариков 3 о рабочую поверхность инструмента 2, котора за один оборот каждого шарика 3 вокруг оси инструмента I периодически мен ет свое направление по отношению к скорости центра УО. Таким образом, данный способ обеспечивает гарантированное двухосное вращение шариков 3 и тем самым - более равномерноеThus, the internal cavity of the sleeve 4 forms an expansion chamber of compressed air coming from the network into the annular groove 8 through the tangential nozzles 7. At the same time, while maintaining a constant optimal gap between the spherical surfaces of the tools 1 and 2, a vortex flow forms in the annular groove machined balls 3, causing them to rotate at a relative speed of the portable with around parallel axes. At the same time, the axis of the portable (planetary) rotation of the tool 1 passes through the center of the spherical working surface of the tool 2 and is perpendicular to its axis of rotation. The angle A between the axes of symmetry of tools 1 and 2 changes during processing. This leads to a change in direction between the reactions at the points D of the contact of the machined spade 3 with the tool 2 and the forces of their weight G. Thus, a moment is created (Fig. 1.2) allowing the balls 3 to rotate relative to the tangent variable speed variable This is facilitated by the force of friction of the balls 3 on the working surface of the tool 2, which for one revolution of each ball 3 around the axis of the tool I periodically changes its direction with respect to the velocity of the center of the EUT. Thus, this method provides guaranteed biaxial rotation of the balls 3 and thus more uniform

абразивное воздействие на обрабатываемую поверхность.abrasive effect on the treated surface.

Станок дл осуществлени способа содержит верхние инструменты I, выполненные в виде цилиндрических втулок с внутренней рабочей поверхностью, нижний инструмент 2 со сферической рабочей поверхностью , между которыми размещаютс обрабатываемые шарики 3; втулки 4 и крышки 5 соедин ютс неподвижно с инструментамиThe machine for carrying out the method comprises upper tools I, made in the form of cylindrical sleeves with an inner working surface, lower tool 2 with a spherical working surface, between which processed balls 3 are placed; sleeves 4 and covers 5 are fixedly connected with tools

0 1 и фланцами 6, при этом тангенциальные сопла 7 соедин ют полость втулок 4 с кольцевыми канавками 8, в которых размещены шарики 3. Станок содержит также привод вращени инструмента 2, включаю щий электродвигатель 9 (фиг. 5), приводные шестеренки 10,11, размещенные в редукторе , корпус 12 которого расположен во фланце 13, установленном неподвижно на опорах 14, а крышка 15 редуктора закреплена неподвижно на центрирующем элементе0 1 and flanges 6, while the tangential nozzles 7 connect the cavity of the sleeves 4 to the annular grooves 8 in which the balls 3 are placed. The machine also contains a drive for rotating the tool 2, including an electric motor 9 (Fig. 5), gears 10,11 placed in the gearbox, the housing 12 of which is located in the flange 13, fixedly mounted on the supports 14, and the cover 15 of the reducer fixedly mounted on the centering element

0 16 с возможностью подналадочного перемещени в lies в направл ющих. Станок содержит также приводы вращени шариков 3 относительно инструментов 1 и инструментов 1 относительно инструмента 2, включающие приводную шестерню 17, установленную на залу шестерни 1, шестерню 18, установленную на валу 19, во фланце которого (см. фиг. 4) просверлены радиальные отверсти , соедин юи.,иес с осевым отверстием , которое соедиь петс , в свою очередь,0 16 with the possibility of sub-adjustment movement in lies in the guides. The machine also contains drives for rotating the balls 3 with respect to tools 1 and tools 1 with respect to tool 2, including drive gear 17, installed on gear hall 1, gear 18, mounted on shaft 19, in the flange of which (see Fig. 4) radial holes are drilled, jiu., ies with an axial bore, which connects the pets, in turn,

„ с осевым отверстием, выполненным в непод- фланпе 20, в которо.м установлен 11туи,ер 21 со и.лаигом 22 подачи сжатого воздуха от сети (фкг. 4). Фланец 20 соединен неподвижью с втулкой 23, установленной неподвижно в основании 24 (фиг. 3)“With an axial bore, made in the non-flange 20, in which the 11th tube is installed, ep 21 with the compressed air supply line 22 (fkg. 4). The flange 20 is connected to the still with the sleeve 23, mounted stationary in the base 24 (Fig. 3)

г с возможностью подналадочного осевого переме ценк ,, при этом фланец вала 19 собран неподвижно со .й 25, имеющей осевые отверсти , соедин ющиес с радиальным шкерстием фланца вала 19. На втулке 25 неподвижно установлены фланцы 26,27g with the possibility of sub-adjusting axial movement, with the flange of shaft 19 assembled fixedly. 25, having axial holes connected to the radial shafting of the flange of shaft 19. Flanges fixedly mounted on sleeve 25 26,27

0 с внутренней полостью 28, соедин ющейс с осевыми отверсти ми втулки 25, и крут щий момент от вала 19 передаетс фланцами 26,27 от фланца вала 19 втулке 25 и к фланцу 29, соединенному неподвижно с фланцем 26, на котором неподвижно закреплен барабан 30 и кронштейн 31. охватывающие своими валиками торовую камеру 32, в которой установлены штуцеры 33, соедин ющие ее внутреннюю полость с отверсти ми в кронштейнах 310 with an internal cavity 28 connected to the axial holes of the sleeve 25, and torque from the shaft 19 is transmitted by flanges 26.27 from the flange of the shaft 19 to the sleeve 25 and to a flange 29 connected fixedly to the flange 26, on which the drum 30 is fixed and a bracket 31. a torus chamber 32 enclosing with its rollers, in which fittings 33 are mounted connecting its internal cavity with openings in brackets 31

Q и штуцеры 34 (фиг. 5), соедин ющие ту же полость с внутренними полост ми втулок 4. Кроме того, внутренн полость камеры 32 св зана с внутренними полост м; дополнительных торовых эластичных камер 35, воздействующих на торцы крышек 5 и обес5 печивающих самоустановку инструментов 1 относительно рабочей поверхности инструмента 2 и поддержани между их сферическими поверхност ми требуемых зазоров.Q and fittings 34 (Fig. 5) connecting the same cavity to the internal cavities of the sleeves 4. In addition, the internal cavity of the chamber 32 is connected to the internal cavities; additional torus elastic chambers 35, acting on the ends of the lids 5 and ensuring the self-alignment of the tools 1 relative to the working surface of the tool 2 and maintaining the required gaps between their spherical surfaces.

обеспечивающих оптимальную кинематику шариков 3 в кольцевых канавках 8. С этой целью инструменты 1 установлены во втулках 36 с возможностью осевого перемещени в направлении к центру. Возможность соприкосновени торцов инструментовproviding optimal kinematics of the balls 3 in the annular grooves 8. To this end, the tools 1 are installed in the sleeves 36 with the possibility of axial movement in the direction towards the center. The possibility of contact between the ends of the tools

1с рабочей поверхностью инструмента1c working surface of the tool

2в процессе обработки и сферической наружной поверхностью установочного элемента 37 ограничиваетс подпором сжатого воздуха, исход щего из кольцевых канавок 8. При этом сферические поверхности инструмента 2, центрирующего элемента 16 и уста- HOBO4Horq элемента 37 выполнены одинакового радиуса.2 in the course of processing and the spherical outer surface of the adjusting element 37 is limited by the overpressure of compressed air emanating from the annular grooves 8. The spherical surfaces of the tool 2, the centering element 16 and the HOBO4Horq element 37 are made with the same radius.

Станок содержит также загрузочное и разгрузочное устройства. Загрузочный бункер 38 установлен во втулке 39, расположенной на кронштейне 40, жестко св занном с опорами 14, при этом бункер 38 установлен в загрузочное окно центрирующего элемента 37, а внутри его установлен цилиндр 41, таким образом, что между его наружной поверхностью -ч внутренней поверхностью бункера 38 образуетс пространство , заполненное шариками 3, из которого они под собственным весом попадают в кольцевую канавку 8. В бункер 38 шарики 3 попадают из загрузочного лотка 42. -Лоток 43 дл выгрузки обработанных шариков 3 КЗ рабочей зоны станка св зан неподвижно с установочным элементом 37 и закреплен ка опорах 14. Дл уменьшени шума при выгрузке шариков 3 и избежани их повреждени на центрирующем элементе 16 и установочом элементе 37 размещена неподвижно нгправл юог.а втулка 44, выполненна , например, из пластмассы и, обеспечивающа попадание шариков 3 в лоток 43. Такое крепление лотка 43, втулки 44 и бункера 38 с установочным элементом 37 и центрирующим элементом 16 позвол ет устранить погрешности сборки и обеспечить совпадение оси симметрии установочного элемента 37 с осью вращени барабана 30, а ось вращени самого барабана совместить с осью йращени инструмента 2 и разместить точку их пересечени в центре сферической рабочей поверхности инструмента 2.The machine also contains loading and unloading devices. The hopper 38 is installed in the sleeve 39, located on the bracket 40, rigidly connected with the supports 14, while the hopper 38 is installed in the loading window of the centering element 37, and inside it is mounted a cylinder 41, so that between its outer surface is an internal the surface of the hopper 38 forms a space filled with balls 3, from which they under their own weight fall into the annular groove 8. In the hopper 38, balls 3 fall from the loading tray 42.-tray 43 for unloading machined balls 3 of the machine working area It is fixed with the mounting element 37 and fixed to the supports 14. To reduce noise when unloading the balls 3 and to avoid damage to them, the centering element 16 and the mounting element 37 are fixedly mounted on the sleeve 44, made for example of plastic and providing hitting the balls 3 in the tray 43. Such mounting of the tray 43, the sleeve 44 and the hopper 38 with the mounting element 37 and the centering element 16 eliminates assembly errors and ensures that the symmetry axis of the mounting element 37 coincides with the axis of rotation Araban 30 and the rotational axis of the drum itself yrascheni combine with the tool axis 2 and place their point of intersection in the center of the spherical working surface of the tool 2.

Станок содержит также регулируемые круговые направл ющие кач-сни , обеспечивающие возможность регулировани зазора между внутренней поверхностью бгфабана 30, наружной поверхностью установочного элемента 37, а также наружной поверхностью центрирующего элемента 16 и рабочей поверхностью инструмента 2. С этой целью с открытого торца барабана 30 (фиг. 3) устанавливаетс на его наружную поверхность кожух 45 (чем увеличиваетс жесткость барабана 30), который опираетс на тела качени 46 (шарики, ролики), обкатывающиес на направл ющей 47, установленной неподвижно в сепараторе 48, раздел ющем рабочую зону напраал ющей от зоны возврата тел качени 46, и призмы 49, внутри которой образована зонаThe machine also contains adjustable circular quality guide-bottom guides that allow adjustment of the gap between the inner surface of the flange 30, the outer surface of the mounting element 37, and the outer surface of the centering element 16 and the working surface of the tool 2. To this end, from the open end of the drum 30 (Fig 3) a casing 45 is mounted on its outer surface (as the rigidity of the drum 30 increases), which rests on the rolling bodies 46 (balls, rollers) rolling on the guide 47, is mounted stationary in the separator 48, which separates the working zone leading from the return zone of the rolling bodies 46, and the prism 49, inside of which the zone

возврата тел качени , котора образована, в СБОЮ очередь, поверхность сепаратора и желобом, выпо:;некньш на замыкающей планке 50. При этом сепаратор 48 и замыкающа планка 50 соединены с двух стоQ рон крыщками 3 и установлены в призме 49, в которой установлена неподвижно гайка 52, св занн ги с регулировочным винтом 53, установленнь гл с озмг:х ностью вращени и отсутствием посту;л.ательного движени относите,. кронштйна 54, уста5 новленного неподБ жно на основании 24. Призма 49 предохран етс от зращени от- носи ельно регулировочного винта 53 с помощью штифта 55. Между иризр,ой 49 и кронштейном 54 распслоХ -.ена присадка 56. Дл отвела из рабочей зоны станка СО)К и шламе к центрирующему элементу 16 креп тс с двух сторон кожуха 57,58 (фиг. 3),the return of the rolling bodies, which is formed, in a BOOM queue, the surface of the separator and the chute, is: on the closing plate 50. At the same time, the separator 48 and the closing plate 50 are connected to two sides by the flaps 3 and are installed in the prism 49, in which they are fixed nut 52, connected with the adjusting screw 53, is installed with a chassis: rotational speed and the absence of a post; bracket 54, installed is not supported on base 24. Prism 49 is prevented from growing by relatively adjusting screw 53 with pin 55. Between Irisra, 49 and bracket 54 is x-1, the additive 56. Dropped from the working area of the machine CO) K and the sludge to the centering element 16 are fixed on both sides of the casing 57.58 (Fig. 3),

Станок работает следующим образом. Обрабатываемые iiiaptii-.n поступают изThe machine works as follows. The processed iiiaptii-.n come from

5 загрузочного лотка 42 и под собственным весом из загрузочного буккера 38 попадают в кольцйзую канавку 8. Включаетс двигатель 9 и Бращемне через шестерни 10,11 переааютс инструменту 2. Через шестерни 17,18 вращ,М1ке также переда0 отс валу 19 и фланцам 26,27 барабану 30, KpOMiUToAnaM 31 :: камере 32. После включени олйт ло ьозд - ха от cciii, он попадает в осевоо or iCpcTne ва.по 19 через отверсти втулки 2п попадает в полость 28, отверсти Б кроньчгейна.ч 3 и во внутреннюю5 loading chute 42 and under its own weight from loading tucker 38 fall into annular groove 8. Motor 9 is turned on and Breaks through gears 10, 11 are transferred to tool 2. Gears 17, 18 rotate, M1ke also pass to shaft 19 and flanges 26, 27 drum 30, KpOMiUToAnaM 31 :: camera 32. After switching on the light from the cciii, it enters the axial or iCpcTne va.po 19 through the holes of the sleeve 2p into the cavity 28, holes B of the crownchine.h 3 and into the internal

5 полость камеры S: откуда он nocTyiiaeT во внутреннюю Г Олсо -ь втулки и через сопло 7 - в кольцевь е какчнки 8. Он поступает также и со пнутре) полости эласчкчных камер 35, чей обеспечиваетс 5 cavity of chamber S: from where it is nocTyiiaeT to the inner T of the Olso sleeves and through the nozzle 7 to the annular sleeves 8. It also comes from the inside of the hollow chambers 35, which is provided

0 установление требуемь.ч зазоров на выходе сжатого воздуха лз ннстру.ме та и тем самым достиж- ни треп емой скорости обкатывани шариков по раиоч;;м поверхност м инструментов 1. Пос.-;е прохождени каждого из инструментов 1 сферической по5 верхностм инстпумента 2 его кольцевые канавки 8 совмещаютс с отверстием направл ющей втулк;: ч4 и iJiapHjcn попадают в разгрузочный лоток 43, па,к-:ещснный выще загрузочного лотка 42. Это обеспечивает, при необходимости, направление обработанных0 setting required gaps at the compressed air outlet lz nstruktiva and thereby achieving the quivering speed of the balls rolling on the radius ;; to the surfaces of the tools 1. After-; e passage of each of the tools 1 spherical surface of the instument 2 its annular grooves 8 are aligned with the hole of the guide bush ;: ch4 and iJiapHjcn fall into the discharge chute 43, pa, k-: still lighter than the chute 42. This provides, if necessary, the direction of the machined

0 шариков втор -;чно в загрузочный бункер 38. При обработке подаете .-.-а рабочую поверхност: н румента 2 ео стороны кожуха 57.0 balls sec-; chno to the hopper 38. When processing, you submit.-.- and the working surface: the controls on the 2 eo side of the casing 57.

После обработки веей па.тин LiiapHKOB пре.чращаетс их ьодача н загрузочный лоток 42 и после выгрузки шариков 3 из последней канавки Г- отключаютс подача СОЖ, сжатого воздуха и вращение электродвигател 9.After processing by Pa.tin LiiapHKOB, their output is fed to the loading tray 42, and after unloading the balls 3 from the last groove H, the coolant, compressed air and rotation of the electric motor 9 are turned off.

Claims

1. A method for treating the balls, which consists in placing them in the cavity between the upper tool and the lower tool rotating around its axis, and the balls roll on the inner surface of the upper tool, which is moved relative to the lower tool, characterized in that machining, the lower tool is taken in the form of a spherical segment, and the movement of the upper tool is carried out around an axis perpendicular to the axis of rotation of the lower tool and intersecting the latter in the center of its fericheskoy working surface.

2. A machine for treating balls containing a base, a spindle of the lower tool and cylindrical sleeves mounted on a drive device with kanaiks for placing balls, connected by tangential nozzles to a source of pressurized medium, characterized in that the drive unit is made in the form of coaxially mounted on the base with the possibility of rotation around an axis intersecting and perpendicular to the axis of the spindle of the lower tool, a cylindrical drum carrying qi lindric bushes, installed with the possibility of axial movement, and a hollow torus chamber covering the cylindrical bushings and their connecting grooves with a source of pressurized medium, while the machine is equipped with additional torus elastic chambers connected to the hollow torus and located between it and non-working ends of cylindrical bushings.

Srig.G.

J "J / Zff

I 5 8 36 SO

. FIG. 3

N fi5.

Jj

Sf 28 27

20

2

FIG.

L

J5J

35

50