СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

Целью изобретения является повышение точности формы и размера обрабатываемых заготовок, а также обеспечение возможности обработки хрупких деталей тел вращения, например: самоцветные камни, стекло, керамика и т.д.
Поставленная цель достигается тем, что обрабатываемые заготовки помешены с возможностью свободного вращения вокруг своих осей в отдельные гнезда сепаратора, концентрично вмонтированного в полости барабана, несущие на внутренней поверхности инструмент, причем сепаратору сообщается вращательное движение вокруг своей оси с частотой достаточной для создания усилия прижима заготовок к поверхности инструмента необходимой для обработки, а барабану с инструментом сообщается возвратно-поступательное движение вдоль оси и вращательное движение вокруг оси.

Изобретение относится к абразивной обработ-ке и может применяться для высокопроизводительной размерной обработки деталей тел вращения.
Известен способ объемной центробежной обработки деталей (Авт. свид. № 1496994 А1 кл. В 24 В 31/108) в которой обрабатываемые заготовки и обрабатывающую среду загружают в емкость с вращающимся дном, интенсифицируется процесс обработки за счет образования встречных вращающихся потоков рабочей среды, получаемой при вращении вокруг своей собственной оси частями поверхности вращающегося дна.
Также известен способ центробежной обработки (Авт. свид. № 14772228 А1 кл. В 24 В 31/108), при котором обрабатываемые заготовки и обрабатывающую среду загружают в рабочую емкость, включающую неподвижную обечайку и составное вращающееся дно, при этом массе загрузки сообщают объемное винтообразное движение от вра-щения дна и вертикальное винтообразное перемещение от колебаний центральной и периферийной частей.
Недостатком этих способов является невозможность обеспечения точности формы и размера, а так же невозможность обработки хрупких деталей из-за их соударения в процессе обработке.
В качестве прототипа предложенному спосо-бу принят способ центробежной абразивной обработки поверхностей деталей обработки (Авт. свид. № 1407773 А1 кл. В 24 В 31/108), при котором детали совместно с обрабатывающей средой предва-рительно загружают в кубические емкости, кото-рые затем размещают в полости контейнера и сообщают ториодально-винтовое движение. Объем емкости выбирают из условия:

Ve=(0,006  0,008)Vk (1)

где Ve - объем емкости, дм3;
Vk- объем контейнера, дм3.
Недостатком данного способа также является невозможность обеспечения точности формы и размера обрабатываемых деталей.
Целью изобретения является повышение точ-ности формы и размера обрабатываемых заготовок, а также обеспечение возможности обработки хрупких деталей тел вращения, например: само-цветные камни, стекло, керамика и т.д.
Поставленная цель достигается тем, что обра-батываемые заготовки помещены с возможностью свободного вращения вокруг своих осей в отдель-ные гнезда сепаратора, концентрично вмонтированного в полости барабана, причем сепаратору сообщается вращательное движение вокруг своей оси с частотой, достаточной для создания усилия прижима заготовок к поверхности инструмента необходимой для обработки, а барабану с инструментом сообщается возвратно-поступательное движение вдоль оси и вращательное движение во-круг оси.
Обработка деталей типа цилиндров, роликов, втулок, шариков, изготавливаемых из хрупких ма-териалов высокой твердости, осуществляется сле-дующим образом:
детали устанавливаются в специальных гнездах сепаратора, размещенного в полости барабана концентрично, с диаметральным зазорам меньше 1/3 диаметра обрабатываемой детали. Сепаратору сообщается вращательное движение. Частота вра-щения сепаратора должна быть такой, чтобы обес-печить достаточное усилие прижима деталей за счет центробежных сил. Оптимальное значение усилия прижима деталей зависит от вида обработ-ки (шлифование, доводка, полирование), материала детали и его массы, точности обработки. Незави-симо от усилия прижима частоту вращения детали можно регулировать вращением барабана с ин-струментом в сторону вращения сепаратора или в обратную сторону.
Сепаратор устанавливается в полости ин-струмента концентрично, поскольку при этом ис-ключается возможность появления неуравнове-шенных радиальных сил, приводящих к вибрации и ухудшению точности обработки.
Эксперименты показали, что при радиальных зазорах больше чем 1/3 диаметра детали происхо-дит заклинивание отдельных деталей при обработ-ке и ухудшение качества обработки. Минимальное значение зазора не ограничивается, но оно должно позволять свободное вращение сепаратора.
На Фиг.1 и 2, показана схема обработки.
Детали 1 расположены в пазах сепаратора 2. Сепаратору сообщается вращательное движение вокруг своей оси. Барабану 3, содержащему ин-струмент 4, сообщается вращательное движение вокруг своей оси и возвратно-поступательное дви-жение вдоль оси. Вследствие действия центробеж-ных сил детали прижимаются к поверхности ин-струмента 4. Величина этой силы определяется по известной зависимости:
Fц.с. = mдем сеп.  rсеп. (2),
где mдет - масса одной детали;
сеп. - угловая скорость вращения сепаратора;
rсеп. - расстояния от центра вращения до цен-тра масс деталей.
Fц.с. - направлено по радиусу вращения. Уси-лие прижима при этом не зависит от количества одновременно обрабатываемых деталей. Незави-симо от усилия прижима деталей можно регулиро-вать и скорость относительного скольжения дета-лей и инструмента путем вращения барабана 3 с инструментом 4 в сторону вращения сепаратора 2 или в обратную сторону.
Заготовки 1, расположенные в пазах сепара-тора (фиг.1 и 2) при его вращении под действием центробежных сил Fц.с. прижимаются к инструмен-ту 4, За счет сил трения по притиру Fмр. детали вращаются вокруг своей оси. Угловая скорость вращения заготовок при этом:
заг. = f

где ꞷсеп. - угловая скорость вращения сепаратора;
rин. - радиус инструмента;
ꞷин. - угловая скорость вращения инструмента;
f - коэффициент проскальзивания
При обработке инструменту с барабаном со-общается также возвратно-поступательное движе-ние в вертикальной плоскости, что способствует равномерному изнашиванию инструмента по всей рабочей поверхности.