Устройство для обработки шариков Советский патент 1983 года по МПК B24B11/02 

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано в подашпниковой, автотрактор ной , авиационной промишленности при окончательной обработке высокоточных шарикор. . ИзБостно устройство для обработки шариков, размещенных в рабочей зоне, образованной торцовой поверхностью вращающегося дискового инструмента и внyтpeнни и поверхности ми цилиндрических втулок, связанных с камерой расширения сжатого воздух посредством сопел, причем втулки ус тановлены на приводных шестернях. В данном устройстве обеспечивается обработка шариков во взвешенном сос тоянии, что дает максимальное совмещение геометрического центра шари ка с его центром масс, а также обеспечивается возг-.южность приблизить скорость вращения д 1скового инструмента к скоростям высокоско-рОСТНОГО ШЛИфОВсЛНИЯ ll . Недостатками этого устройства яв ляются трудность достижения высоког качества обработки за счет наличия только двухосного вращения шарика врабочей зоне, т.е. вокруг оси,- на правлонной по радиусу дискового инструмйнта, и вертикальных осей, а также за счет неопределенностей во вращеики шарика вокруг указанных осей,, так как шарик находится во з зешеяном состоянии и ,цля наличия днухоснюго вра1цер - Я в данной схеме -1еобхо,. ттобьг силы трения в зо-пе шарика с дисковым инстр мскаом блли равны силам прения в зо не контакта его с цилиндрической втулкой, в противном случае имеете TOJibKo одноосЕ-юе вращение.. Для поо гередного врагдения шарика то вокруг оси, направленной по радиусу, то во руг вертикальной оси необходимо, чтобы соотношение сил трения в зоне контакта его е инструментом и втул-кой пс;стояино менялось. Кроме того, при больших скоростях дискового инструмепта ось абсолютного вращения iiiapHKa начпласгт стабнлизнроваться, за счет гидроскопического эффекта, что отрицательно сказывается на гео метрИтеской точности шарика. Целью изобретения является повышек зе Kii recTBa обрабатываемых издел и про::1зводите.пьности процесса обрабе тки Указанная цель достигается те.1, что в устройстве для обработки шариков, содержащем привод, шпиндель иггструмента, основгание, в котором расположены цилиндричесгсие втулки г для разм-гйтения шариков, соединенные посредством сопел и каналов с ис точкнком среды под давлением,, основапие усганов.ггено с возможностью К13Б ДеПЧЯ вокруг оси дискового инструмента и связано с приводом вращения через дифференциальный меканиэм, центральная шестерня которого з 1креплена на основании, а водило и наружное зубчатое колесо кинематически связаны между собой через мальтийский механизм с равным временем движения и покоя, причем в осЕ ованик выполнены радиальные пазы, в которых установлены цилиндрические втулки с возможностью перемещения вдоль них и подпружинены к центру основания. На фиг. изображено устройство, осевой разрез; на фиг, 2 положение втулки при вращении наружного зубчатого колеса дифференциального механизма на .фиг.З - то же, при неподвижном наружном зубчатом колесе; на фиг„4 - разрез Д-Л на фиг Л; на - принципиальная схема обработки , Устро.йство содержит враш,аюм.ийся дисковый инструмент 1 (Ы,.;-,) с ксльцевым желобом 2, цилиндрические втулки 3 с размещенными Е них о.брабаты.в.ае.ми шариками 4, установленные в радиальных пазах 5 основания 6, внз тренние полостн которых связаны каналом 7 -с исто чгико. подачи среды под давлением и через каHia.:ribT 8:, 9 и .10 с вертикальными соплами 11. Между цилиндрическими втулкагли 3 и наружным кольцом 12 с ограничиаающимися выстуг/ами 13 установлены пружины 14 ск:атия. Основание б установлено с вос;И:.:иость:С вращения в корпусе 15 через дифференц;.;альиый г-текапизм, центральная шестерня 17 которого закреплена на основании б- а водило 8 с сателлитами 19 - .с злектродвигателем 16, причем ЕОДИ.ЛО 18 и наружное зубчатое колесо 20 кинематически связаны ,:ду собой через ше-старкя 21, 22 п 23 и мальтийский ксхаанзм, содержаьий двухцеЕОлный aerryi- Kft дис.. 24 и чэткрйхпазовсш крест 25, кестко CBHsaHFjtjft с кару;кны;. зубчсятым колесом 20 .пифференциа. ;.;: низма . Устройство работ пат сл дующим образом. При вра;у,ении элеитрсдвнгателя 16 вращение передается па зсли-чо 18 с сателлитами 19 и одковр.эменпо на ведущий диск 24 мальтийского механизма через шестерки 23, 22 и 23, время покоя которого раансз времени движенияJ Ведущий диск 24 приводит во врамение крест 25 п связанное с КИМ наружное зубчатое зсол« со 20 дифференциального мехавизмос. таким образом, постоянно вр5 ;:ается водило 13 а периодическое вращение.- имеет наружное зубчатое колесо 20. при этом центральная шестерня 17,, а вместе с ней И основание б IILISIOT быстрое

вращение в момент вращения зубчатого колеса 20, и втулки 3 вместе с шариками 4 под действием центробежных сил пере лелдаются вдоль паза к периферии основания 6 до выступов 13, сжимая при этом пружины 14 (фиг.2). В момент покоя наружного зубчатого колеса 20 Основание б медленно вращается, центробежные силы уменьшаются и пружины 14 поджимают втулки 3 к центру основания б (фиг.З). При подаче среды под давлением в канал 7 она поступает через каналы 8, 9 и 10 и сопла 11 во внутреннюю полость цилиндрических втулок 3 и воздействует на шарики 4 прижимая их к торцу вращающегося инструмента 1, При его вращении производится обработка шариков 4, В момент быстрого вращения основания б шарики 4 поджимаются к наружной стороне желоба 2, вращаясь со скорость ( вокруг оси I -I, наклонной к гори зонту дискового инструмента 1 (зона обработки на шарике показана штриховыми линиями на фиг.2). При медленом вращении основания б шарик 4 перекатится к внутренней стороне желоба 2, ось его вращения займет положение li-11. (фиг. 3) и зона обработки перекроет всю поверхность шарика. При перекатывании шарика 4 поперек желоба он совершает дополнительное вращение вокруг оси г (фиг,4). При вращении шарика 4 вокруг ООН 1 -Г илиП- П (фиг«2 и 3) со скоростями, обычно иcпoльзye 4Ыми в гироскопических устройствах (например, при скорости дискового инструмента 35-50 м/с частота вращения шарика диаметром в один дюйм соответственно составляет 2800038000 об/мин) , наряду с указанным:движенияг-ет шарика в рабочей зоне осуществляется дополнительное его вращение за счет возникающего в этом случае гироскопического момента. Так как шарик 4 вместе с основанием о вращается вокруг оси дискового инструмента 1, то ось вращения шчэ.рвка I - 1 () или осьII -П (фиг.З) (т.е, его собственная ось

вращения) вращается вместе с шариком вокруг оси дискового инструмента 1 и в пространстве поворачивается вокруг оси b, при этом возникает гироскопический момент M. , который стремится совместить собственную ось вращения шарика (ось 1- i или II-If в зависимости от положения шарика в желобе) с осью Ь , т.е. он стремится дополнительно раз0вернуть шарик вокруг оси t. В момент перекатывания шарика 4 поперек желоба 2 гироскопическая ось вращения шарика поворачивается вокруг оси 1 и в этом случае возни.кает новый гиро5скопическиймомент Мг-2 f который стремится совместить з ироскопическую ось шарика уже с осью 2 и развернуть шарик вокруг оси Ь .

Таким образом, подбором материала

.дискового инструмента 1, давления

0 рабочей среды и скорости вращения дискового инструмента 1 и основания б, от которых зависит величина гироскопического момента, можно добиться момента, когда гироскопи5ческий момент превысит момент сопро тивления сил трения и осуществляется дополнительное вращение шарика. Так, при появлении разворота шарика вокруг оси Ь появится его разворот

0 вокруг оси i , и наоборот, при развороте оси вращения шарика 4 (гироскопической оси) в пространстве вокруг оси 1 появится разворот его вок-руг оси Ь (абсолютное вращение ша5рика в рабочей зоне, т.е. его многоосное вращение).

Использование предлагаемого устройства обеспечивает повьлление качества обработки за счет гаранти0рованного многоосного вращения шарика в рабочей зоне, т.е. вокруг трех его взаимно перпендикулярных осей, и повышение производительности обработки за счет наличия дополнитель5ного вращения шариков в рабочей зоне. Кроме того, устройство позволяет вести обработку шариков из высокотвердых материалов, используе ых в высокоточных и ответственных устройствах.

0

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ШАРИКОВ, содержащее привод, шпиндель инструмента, основание,в кот ром расположены цилиндрические вт ки для размещения шариков, соедин ные посредством сопел и каналов с источником среды под давлением, отлич ающеес я тем, что, с целью повышения качества и производительности обработки, в основании выполнены радиальные пазы, в которых расположены с возможностью возвратнопоступательного переме аения подпружиненные цилиндрические втулки, при этом основание установлено с возможностью врагдения рокруг оси шпинделя инструмента и связано с приводом через введенные в устройство мальтийский механизм и дифференциальный механизм, центральная шестерня которого закреплена на основании, а водило и наружное зубчатое колесо кинематически связаны между собой g через мальтийский механизм.