Способ базирования вращающейся детали

 

Изобретение относится к бесцентровому шлифованию. Цель - повьпаение стабильности.вращения детали и уменьшение износа опор. Деталь типа тела вращения при бесцентровой обработке базируют по кольцевой поверхности на радиальные и осевые опоры из поликристаллов на основе кубического нитрида бора, при этом рабочим поверхностям придают кривизну, равную по величине и обратную по знаку кривизне базовой поверхности детали, суммарную площадь опор задают не менее 20% площади опорной кольцевой поверхности детали при давлении прижатия детали к опорам 0,16-2,8 МПа. 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5)) 4 В 24 В 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4012922/25-08 (22) 19.11.85 (46) 30.01.89. Бюл. Р 4 (71) Специальное конструкторское бюро прецизионного станкостроения (72) И.Д.Гебель, Г.JI.Амитан, В.П.Васильев, M.Ñ.Друй, M.С.Клибанов, А.И.Нефедов и M.Я,Старкина (53) 621 .924.1 (088.8) (56) Современные синтетические сверхтвердые материалы и области их применения. M,: ВНИИАЛИАЗ, 1976, с. 75 — 78. (54) СПОСОБ БАЗИРОВАНИЯ ВРАЩА1()ЩЕЙСЯ

ДЕТАЛИ, 57) Изобретение относится к бесцентИзобретение относится к бесцентровому шлифованию и может быть использовано-при обработке точных деталей.

Целью изобретения является повышение стабильности вращения детали и износостойкости опор за счет поверхностного контакта с нормированным давлением.

На фиг.1 показана схема реализации предложенного способа при шлифовании желоба наружного кольца шарикового подшипника; на фиг. 2 — сечение А-A на фиг.1; на фиг. 3 — осевая опора; на фиг. 4 — радиальная опора для базирования по наружной поверхности; на фиг, 5 — то же, для базирования по отверстию; на фиг. 6 схема реализации предложенного способа применительно к ультразвуковому суперфинишированию желоба внутреннеровому шлифованию. Цель — повышение стабильности вращения детали и уменьшение износа опор. Деталь типа тела вращения при бесцентровой обработке базируют по кольцевой поверхности на радиальные и осевые опоры из поликристаллов на основе кубического нитрида бора, при этом рабочим поверхностям придают кривизну, равную по величине и обратную по знаку кривизне базовой поверхности детали, суммарную площадь опор задают не менее

20Х площади опорной кольцевой поверхности детали при давлении прижатия детали к опорам 0,16-2,8 MIIa.

10 ил.

ro кольца шарикового подшипника; на фиг. 7 — сечение R-Б на фиг.6; на фиг. 8 — видоизмененная схема по фиг.1; на фиг.9 — вид В на фиг.й; на фиг.1 0 — сечение Г-Г на фиг.8.

Деталь 1 (фиг.1,2), в данном слу-. чае наружное кольцо миниатюрного ша- . рикового подшипника, базируют по периферии на неподвижную радиальную

10 опору 2, изготовленную иэ поликристаллического материала на основе кубического нитрида бора (зльбора P), С деталью 1 взаимодействуют два ролика 3 и 4, связанные с приводом вращения; по торцу деталь 1 базируют на осевую опору 5, также изготовленную из эльбора Р, Основание 6 ollopbI

2 и основание 7 опоры 5 жестко закреплены в корпусе 8 бабки иэдЕлия

20 станка. Деталь 1 приводят во враще1454655

4 ности детали равна не менее 10 ее максимального диаметра, а суммарная площадь опор составляет не менее 20 площади базовой поверхности детали

Давление прижатия детали к опорам задают в диапазоне 0,16 — 2,8 ИПа с соблюдением условия

F ч К, 10 где ние роликами 3, 4, один из которых

1 установлен на неподвижной оси, а вто рой подпружинен в направлении к детали, и обрабатывают абразивным инструментом 9, закрепленным на шпинделе 10 шлифовальной бабки станка, 0си роликов. 3 и 4 установлены наклон но по отношению к оси детали 1 для создания усилия прнжатия торца этой, детали к осевой опоре 5. Максималь ные размеры опор 2 и 5 определяются, технологией изготовления вставок из, эльбора Р; эти вставки имеют форму (фиг.3) цилиндров с диаметром 3,5

4,2 мм и высотой 4 мм.

В качестве осевых опор используются плоские торцы одной или нескольких вставок 11 по фиг,3, в качестве радиальных опор для базирования по наружной поверхности — вставки 12 по фиг.4 с дополнительно обработанной вогнутой базовой поверхностью !

13, для базирования по отверстию— вставки 14 по фиг. 5 с дополнительно

:обработанной выпуклой базовой по" ! верхностью 15.

Взаимодействующая с наружной цилиндрической поверхностью детали 1 поверхность 13 опбры 2.(12) имеет форму участка вогнутой цилиндрической поверхности, ее кривизна ранна .. но в еличин е и обр атна по знаку кривизне наружной поверхности .детали 1.

Торец детали 1 прилегает к плоскости торца опоры 5 всей своей поверхностью; кривизна обеих упомянутых пло ск о с т ей р ав на нулю.

В модификации способа по фиг,6,7 внутреннее кольцо 16 шарикового подшипника при суперфинишной обработке его желоба бруском 1 базируют по отверстию на оправку 18, в которой закреплены две опоры 14 (фиг.5), а по торцу — на торцы четырех опор 11 (фиг.3), закрепленных на общем основании 7. В модификации способа по фиг. 8

10 кольцо 19 базируют по наружной, nîíåpõíîñòè на радиальную опору

2 (12), связанную с основанием 6, а по торцу — на торцы трех осевых опор 11, связанных с общим основани= ем 7. В последнем предусмотрены каналы 20, 21 с выходным отверстием

22 для подачи СОМ на кольцевые базовые поверхности кольца 1 9, Во всех случаях ширина взаимодействующей с опорами кольцевой поверхF — усилие прижатия детали к опорам, Н; ч — средняя скорость скольжения у м/с, 15 K = К„К К D „„„- критерий;

K, — коэффициент, зависящйй от материала; .для подшипниковой стали о11 составляет 3 10 МПа ;

20 К вЂ” коэффициент относительной и площади опор, равный отношению суммарной площади опор к площадьт базовой поверхности детали;

25 K — коэффициент относительйой

3 ширины базовой поверхностр, равный отношению ее ширины к максимальному диаметру, 30 0 „. — максииальный диаметр базовой поверхности.

Примеры осуществления способа применительно к шлифованию колец приборных подшипников представлены в таблице. В указанной таблице площадь кольцевой базовой поверхности подсчитана по формулам: цилиндр — 8 ;,з

2 КрПммкс 1

40 плоский торец - S@ = Т(Э„,, Ку)КРмакс

Параметры режима обозначены:

à — сила прижима детали к опоре, Н;

45 Р =- F/S „- давление детали HA oBo ру р %1а где Бщ площадь базовой поверхности опоры— определяется из условия с; . с

Ф

"оп "ySbdy s скорость скольжения кольца по опоре, м/с.

Как видно из таблицы, при F v K возникают надирь1. При собгюдении указанных режимов, в частности условия

55 1"ч К, обес ечи ется?Илуеие годных деталей, Помимо приведенных в таблице примеров, способ испытан также примениК

Э

Лмакс

5 1454 тельно к обработке деталей типа игл, в частности миниатюрных сверл; в. этом случае К2 = 0,4 IC> = 2,5. Испытания показали работоспособность предложенного способа в диапазоне

5 давлений 0,16 — 2,8 МПа при скоростях скольжения 2 — 6 м/с.

Во всех описанных модификациях спо соб а обеспечивается достижение высокого эффекта в части повышения стабильности вращения деталей на Qrro рах и уменьшения износа опор: например, алмазные опоры, значительно превышающие опоры из .эльбора P no твердости и соизмеримые по коэффи.циенту трения, по достигаемым стабильностям вращения и стойкости опор существенно хуже опор из эльбора P.

Так, при базировании на неподвиж- ныв опоры из карбонадо суперфинишируемое кольцо приборного подшипника периодически тормозится (иногда до остановки) и разгоняется, на его 25 базовых поверхностях возникают грубые надиры, поэтому суперфиниш практически невозможен. При базировании по предложенному способу кольцо вращается стабильно, обеспечивается высокий процент выхода годной продукции. При одинаковых условиях испытаний в течение 24 ч получены следующие результаты: по предложенному способу — износ опоры 7 мкм, износ

35 детали (надир) 8 мкм, а по способу с базированием на сферическую Опору из карбонадо — 25 и 15 мкм соответственнц.

Предложенный способ позволяет ис- 40 пользовать эльбор как конструкционный материал для изготовления опор типа подшипников и подпятников прецизионных механизмов и приборов.При этом сохраняются известные преимущества эльбора по сравнению с алмазом". эльбор дешевле карбонадо, легче

Обрабатывается, сравнительно просто соединяется с металлами пайкой или склеиванием.

655 6

Формула изобретения

Способ базирования вращающейся детали по кольцевой поверхности с прижатием к опорам,. по меньшей мере одна из которых выполнена из поликристаллов на основе кубического нитрида бора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности углового движения детали, преимущественно стальной, в диапазоне скоростей 2-6 м/с, а также износостойкости опор, базирование осуществляют по кольцевой поверхности, ширина которой равна не менее 107, ее максимального диаметра, на поверхности опор, кривизна которых равна по величине и обратна по знаку кривизне базовой поверхности детали,.а их суммарная площадь составляет не менее 20 площади базовой поверхности детали, при этом давление прижатия детали к опорам выбирают в диапазоне 0,16-2,8 МПа из условия:

Кв где F — усилие прижатия детали к опорам, Н;

v — средняя скорость скольжения, м/с;

K = К,К К Л" „— критерий;

К, — коэффициент, зависящий от материала детали (составляющий

3 10 м Па ° с для подшип7 никОВОй стали) g коэффициент относительной площади опор, равный отношению суммарной площади опор к площади базовой поверхности детали; коэффициент ОтнОсительнОй ширины базовой поверхности, равный отношению ее ширины к максимальному диаметру; максимальный диаметр базовой поверхности.

1454655 се л ri е а е е i- cv

W 00 а б оо фф

° \ 4Ь Ф ею CV hl

Ю

Ю о

bc b3 b4 bd о со

54 М со

% CV

Ф

Ф ФЧ Э сес; о ео

4Ч Ф 8 IN C4 4Ч ФЪ

3 е

ФЧ

° М о б фФ) В о

Ю а с

Щ

4ь

ФЧ

Ф л

° 1

° °

5i 5 (!

В Й ю1 и Л и

rs 14

1454655

Clue. 4

Фце,$

11

I 454655

4- A

mue.!

1454655

1454655

Вид8

Составитель A. Козлова

Техр ед М. Дидык

Редактор А.Маковская

Корректор В.Бутяга

Заказ 7392/20 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4