Устройство для обработки шариков

 

Использование для пластического формирования шариков из различных металлов и сплавов, а также для их последующей абразивной обработки. Сущность: устройство содержит верхний 1 и нижний 6 обкаточные диски,имеющие форму пологих конусов с различными углами. Нижний диск 8 приводится в круговое колебательное движение путем преобразования вращения эксцентричной втулки 7, связанной с электродвигателем 9. Верхний диск 1, снабженный загрузочным бункером 4, устанавливается по всей высоте гайкой 2 в соответствии с диаметром обрабатываемых шариков. Устройство осуществляет импульсный процесс формирования шариков, что позволяет повысить производительность обкатки и полностью автоматизировать их изготовление. 2 ил.

Изобретение относится к станкостроению, его можно использовать для пластического формирования шариков и их абразивной обработки.

Известно устройство для поводки шариков [1] в котором шарики размещаются между прижимным и рабочим дисками, приводимыми во вращение или колебательное движение.

Известен станок для доводки шариков [2] содержащий верхний и нижний доводочные диски, загрузочный бункер и водило с приводом вращения, причем нижний диск выполнен ступенчатым с подъемом уступами к периферии.

Недостатком станка является то, что он не позволяет формриpовать шарики пластическим обкатыванием: для этого не обеспечивается ни достаточного усилия сжатия, ни нужного комплекса обкаточных движений.

Наиболее близким к изобретению является устройство для обработки шариков, содержащее привод вращения, диски с рабочей конической поверхностью, верхний их которых установлен с возможностью осевого регулируемого перемещения, а нижний с возможностью вращения и закреплен на водиле [3] Однако это устройство не дает возможности обрабатывать шарики без потери материала, поскольку по меньшей мере 30% вещества, из которого состоят заготовки, уходит в абразивную стружку. Кроме того, устройство не позволяет формировать точные сферы заданного диаметра, поскольку в нем отсутствует калибровочное звено на финише обработки.

Наконец, оно малопроизводительно, так как необходимо каждый раз останавливать процесс обработки для разборки устройства, чтобы вынуть из него шарики и загрузить новые заготовки.

Задачей предложения является обеспечение формиpования шариков из заготовок произвольной формы без потери материала.

Для получения этого технического результата устройство, содержащее привод вращения, верхний и нижний диски с рабочей конической поверхностью, верхний из которых установлен с возможностью осевого регулируемого перемещения, а нижний с возможностью вращения и закреплен на водиле, снабжено связанной с приводом вращения эксцентричной втулкой, в которой свободно размещено водило нижнего диска, и подпружиненным кольцом, охватывающим нижний диск и установленным с возможностью контакта с верхним диском, при этом конические поверхности дисков имеют различную конусность, а их вершины направлены в одну сторону.

На фиг.1 показана кинематическая схема устройства; на фиг.2 рабочая зона.

Верхний обкаточный диск 1 с помощью гайки 2 закреплен на неподвижной опоре 3. На гайке 2 нанесена шкала диаметров обрабатываемых шариков. В центре диска расточено отверстие, над которым расположен загрузочный бункер 4. Нижний обкаточный диск 5 закреплен на водиле 6, установленном на подшипниках в эксцентричной втулке 7, которая клиноременной передачей 8 связана с электродвигателем 9. Для балансировки нижнего диска 5 на втулке 7 закреплен противовес 10. Диск 5 снабжен подпружиненным кольцом 11, находящимся в постоянном контакте с верхним диском 1. В кольце 11 прорезано выпускное окно 12, соединяющее пространство между дисками с выводным лотком 13. Устройство смонтировано в жесткой станине 14.

Рабочие поверхности дисков 1 и 5 представляют собой соответственно внутренний и наружный пологие конусы с взаимно различной конусностью, причем большую конусность имеет верхний диск 1, так что щель между конусами сужается к их периферии. Вершины концов направлены в одну сторону.

При работе устройства на холостом ходу вращение от двигателя 1 через клиноременную передачу 8 сообщается эксцентричной втулке 7. Момент трения между подпружиненным кольцом 11 и неподвижным диском 1 превышает момент трения в подшипниках водила 6, поэтому нижний диск 5 не вращается вместе с втулкой 7, а движется поступательно. При этом все точки его поверхности в центре и на периферии описывают одинаковые окружности с радиусом, равным эксцентриситету втулки 7. Возникающие при круговых колебаниях диска 5 инерционные силы компенсируются вращающимся противовесом 10 и не передаются станине 14.

Путем поворота гайки 2 верхнего диска 1 на резьбе опоры 3 осуществляется дозированное перемещение диска 1 по высоте, и на шкале 2 устанавливается диаметр обрабатываемых шариков. В загрузочный бункер 4 засыпаются заготовки для будущих шариков. Заготовки 15 представляют собой нарубленные из проволоки частицы произвольной формы с острыми кромками (фиг.2). Материал заготовки-мельхиор, нейзильбер, латунь, медь, золото, серебро и другие металлы, обладающие пластичностью. Объем заготовок должен соответствовать объему шариков требуемого диаметра d.

Из бункера 4 заготовки под действием собственного веса поступают в пространство между дисками 1 и 5. Вследствие круговых колебаний нижнего диска 5 щель между дисками расширяется и сужается, что приводит к импульсному воздействию дисков на заготовки. Причем благодаря малому наклону конусных поверхностей импульсы (удары) направлены не прямо, а по касательной, поэтому заготовки в момент удара вращаются и в результате приобретают сферическую форму.

Зона максимума импульсных воздействий занимает узкий сектор, который перемещается по конусным поверхностям с угловой скоростью вращения втулки 7, обегая последовательно все заготовки. Например, если втулка делает 1000 об/мин, каждая заготовка получает 17 обкаточных ударов в секунду. Поскольку в любой момент времени давление приходится лишь на малую часть заготовок, удельное давление на каждую из них резко возрастает и становится достаточным для пластического деформирования не только мягких, но и твердых материалов. Давление повышается по мере продвижения заготовок от центра к периферии в соответствии с увеличением контактной площади сформированных шариков, что обеспечивается за счет различной конусности обкаточных дисков сужения к краям щели между ними. В реализованном примере нижний диск имеет угол 3^о, а верхний на четверть градуса больше.

Одновременно с круговым колебанием нижний диск 5 получает медленное вращение вследствие взаимной обкатки дисков через шарики. В результате этого комбинированного движения шарики вращаются в трех плоскостях, что повышает их сферичность. Постепенно сформированные из заготовок шарики окончательно калибруются при прохождении их по окружности, ограниченной кольцом 11, и через выпускное окно 12 выкатываются из устройства по лотку 13.

Устройство можно использовать для абразивной обработки обкатанных шариков (доводки и полирования). Для этого обкаточные диски заменяются доводочными, полировальными или их сочетанием, и обработка производится с применением мелкозернистых абразивных материалов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ШАРИКОВ, содержащее привод вращения, диски с рабочей конической поверхностью, верхний из которых установлен с возможностью осевого регулируемого перемещения, а нижний - с возможностью вращения и закреплен на водиле, отличающееся тем, что устройство снабжено связанной с приводом вращения эксцентричной втулкой, в которой свободно размещено водило нижнего диска, и подпружиненным кольцом, охватывающим нижний диск и установленным с возможностью контакта с верхним диском, при этом конические поверхности дисков имеют различную конусность, а их вершины направлены в одну сторону.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2