1. (19) BY (11) 7046
(13) U
(46) 2011.02.28
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(51) МПК (2009)
B 24B 31/00
(54) СТАНОК ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ШАРИКОВ
(21) Номер заявки: u 20100683
(22) 2010.08.02
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аг-
рарный технический университет"
(BY)
(72) Авторы: Акулович Леонид Михайло-
вич; Сергеев Леонид Ефимович; Агей-
чик Валерий Александрович; Ермаков
Николай Иванович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образо-
вания "Белорусский государственный
аграрный технический университет"
(BY)
(57)
Станок для магнитно-абразивной обработки шариков, содержащий C-образную ста-
нину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и электромаг-
нитных катушек, установленных на соосных нижнем ведущем и верхнем прижимном
дисках, первый из которых связан с приводом вращения вокруг вертикальной оси, отличаю-
щийся тем, что верхний прижимной диск выполнен с примыкающей к шарикам плоской
горизонтальной поверхностью и связан с приводом вращения вокруг вертикальной оси в
противоположном нижнему ведущему диску направлении, а его ось смещена относитель-
но оси нижнего ведущего диска на эксцентриситет, равный 4…5 мм, причем нижний
Фиг. 1
BY7046U2011.02.28
2. BY 7046 U 2011.02.28
2
ведущий диск имеет расположенный концентрично относительно его оси желоб глубиной
2/3 от радиусов расположенных в нем шариков r, имеющий в проходящем через ось веду-
щего диска радиальном сечении форму симметричной относительно среднего радиуса
желоба параболы, описываемой при расположении системы координат в центре шарика O
с вертикальной осью z, горизонтальной осью y в секущей плоскости и горизонтальной
осью x, перпендикулярной секущей плоскости, уравнением с представленными в нем
параметрами (в миллиметрах):
z = [(2ry2
/3(r + 4)2
] - r,
где r - радиус шарика.
(56)
1. Ящерицын П.П., Олендер Л.А., Грек С.В. Доводка шариков. - Минск, 1968. - С. 6-9.
2. А.с. СССР 1030147, МПК B 24B 31/00, 1983.
Полезная модель относится к чистовой обработке изделий ферроабразивным порош-
ком (ФАП) в магнитном поле и может быть использована в различных отраслях машино-
строения при обработке поверхностей шариков.
Известен механизм доводки шариков за счет обработки их поверхности находящими-
ся в пасте абразивными зернами [1] при качении шарика по прямому или круговому же-
лобу, сечение которых имеет радиус закругления, равный радиусу шарика, или конусную
форму. Такой механизм не обеспечивает качественную обработку поверхности шариков
вследствие образования на его поверхности "сферической гранности" или "кольцевой
гранности" [1].
Известен [2] станок для магнитно-абразивной обработки шариков, содержащий С-об-
разную станину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и
электромагнитных катушек, установленных на ведущем и прижимном дисках, первый из
которых связан с приводом вращения вокруг вертикальной оси, а второй - с приводом
возвратно-поступательных перемещений вдоль той же оси, причем на обращенных друг к
другу торцах дисков выполнены канавки полукруглого профиля, а в канавке каждого дис-
ка установлены вставки из диамагнитного материала, которые расположены поочередно
по обе стороны от оси симметрии полукруглого профиля канавки.
Такое устройство является сложным по конструкции и не позволяет производить ка-
чественную и производительную магнитно-абразивную обработку поверхностей шариков,
в том числе и за счет образования "кольцевой гранности" [1].
Задачей, которую решает полезная модель, является повышение качества и произво-
дительности магнитно-абразивной обработки поверхностей шариков.
Поставленная задача решается с помощью станка для магнитно-абразивной обработки
шариков, содержащего С-образную станину и магнитную систему, состоящую из прохо-
дящего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на соосных
нижнем ведущем и верхнем прижимном дисках, первый из которых связан с приводом
вращения вокруг вертикальной оси, где верхний прижимной диск выполнен с примыкающей
к шарикам плоской горизонтальной поверхностью и связан с приводом вращения вокруг
вертикальной оси в противоположном нижнему ведущему диску направлении, а его ось
смещена относительно оси нижнего ведущего диска на эксцентриситет, равный 4…5 мм,
причем нижний ведущий диск имеет расположенный концентрично относительно его оси
желоб глубиной 2/3 от радиусов расположенных в нем шариков r, имеющий в проходя-
щем через ось ведущего диска радиальном сечении форму симметричной относительно
среднего радиуса желоба параболы, описываемой при расположении системы координат в
3. BY 7046 U 2011.02.28
3
центре шарика O с вертикальной осью z, горизонтальной осью y в секущей плоскости и
горизонтальной осью x, перпендикулярной секущей плоскости, уравнением с представ-
ленными в нем параметрами (в миллиметрах):
z = [(2ry2
/3(r + 4)2
] - r,
где r - радиус шарика.
На фиг. 1 изображен общий вид станка; на фиг. 2 показан профиль желоба ведущего
диска в проходящем через его ось радиальном сечении в узле I на фиг. 1.
Станок для магнитно-абразивной обработки шариков содержит установленный с воз-
можностью относительного перемещения на C-образной станине 1 нижний ведущий диск-
магнитопровод 2. Ведущий диск 2 имеет привод вращения вокруг вертикальной оси, для
чего он кинематически связан с выполненным с возможностью реверса электродвигателем
3 с помощью присоединенного к нему через муфту 4 вертикального вала 5 и закреплен на
верхнем конце вала 5 с возможностью демонтажа и замены на ведущий диск других раз-
меров (на фиг. не показано). Нижний ведущий диск 2 имеет расположенный концентрич-
но относительно его оси желоб глубиной 2/3 от радиусов расположенных в нем шариков r
имеющий в проходящем через ось ведущего диска 2 радиальном сечении форму симмет-
ричной относительно среднего радиуса желоба параболы, описываемой при расположе-
нии системы координат в центре шарика O с вертикальной осью z, горизонтальной осью y
в секущей плоскости и горизонтальной осью х, перпендикулярной секущей плоскости,
уравнением с представленными в нем параметрами в миллиметрах
z = [(2ry2
/3(r + 4)2
] - r,
где r - радиус шарика.
Верхний прижимной диск-магнитопровод 6 выполнен с примыкающей к расположен-
ным в желобе нижнего ведущего диска 2 шарикам 7 плоской горизонтальной поверхно-
стью и связан с приводом вращения от электродвигателя 8 вокруг вертикальной оси в
противоположном нижнему ведущему диску 2 направлении, а его ось смещена относи-
тельно оси нижнего ведущего диска 2 на эксцентриситет e, равный 4…5 мм. Станок также
имеет магнитную систему, которая содержит установленную на прижимном диске-
магнитопроводе 6 электромагнитную катушку 9 и закрепленную на станине 1 вторую
катушку 10, внутри которой размещена с возможностью вращения ступица ведущего
диска-магнитопровода 2. При этом катушки 9 и 10 установлены на магнитопроводящем
ярме 11, проходящем через станину 1. Вокруг дисков 2 и 6 установлен закрепленный на
ведущем диске 2 кожух 12, который ограждает рабочую зону и служит для сбора эмуль-
сии и отходов. Желоб ведущего диска 2 имеет в своей нижней точке симметрично сред-
нему радиусу вдоль среднего диаметра концентричную оси диска технологическую
канавку 13 сечением в проходящей через ось диска 2 радиальной плоскости глубиной вы-
сотой 1,5…2 мм для сбора отходов обработки.
Станок работает следующим образом.
Перед началом работы после установки обрабатываемых шариков 7 на соответствую-
щего им размера ведущий диск 2 между ведущим диском 2 и соответствующего ему раз-
мера прижимным диском 6 помещается ФАП (на фиг. не показано) и прижимной диск 6
приводится в соприкосновение с шариками 7. Ведущий диск 2 вместе с установленными
на нем шариками 7 приводится с помощью электродвигателя 3 во вращение вокруг верти-
кальной оси, а прижимной диск 6 приводится с помощью электродвигателя 3 во вращение
вокруг своей вертикальной оси в противоположном диску 2 направлении. Поверхности
расположенных между дисками 2 и 6 шариков 7 плавно и равномерно обрабатываются
ФАП. Согласно проведенным в БГАТУ исследованиям, магнитное поле катушек 9 и 10
удерживает шарики относительно среднего радиуса желоба ведущего диска 2, но заявлен-
ная форма желоба обеспечивает относительную свободу более равномерного вращения
шариков в пространстве во всех направлениях по сравнению с известными устройствами.
4. BY 7046 U 2011.02.28
4
Так, наложение магнитных полей обеспечивает увеличение углов поворота шариков отно-
сительно оси z до 15 градусов и оси y до 9 градусов. Это связано с тем, что ферромагнит-
ные шарики ориентируются относительно силовых линий магнитного поля, в результате
чего резко уменьшается их качение и проскальзывание относительно осей z и y.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
![BY 7046 U 2011.02.28
2
ведущий диск имеет расположенный концентрично относительно его оси желоб глубиной
2/3 от радиусов расположенных в нем шариков r, имеющий в проходящем через ось веду-
щего диска радиальном сечении форму симметричной относительно среднего радиуса
желоба параболы, описываемой при расположении системы координат в центре шарика O
с вертикальной осью z, горизонтальной осью y в секущей плоскости и горизонтальной
осью x, перпендикулярной секущей плоскости, уравнением с представленными в нем
параметрами (в миллиметрах):
z = [(2ry2
/3(r + 4)2
] - r,
где r - радиус шарика.
(56)
1. Ящерицын П.П., Олендер Л.А., Грек С.В. Доводка шариков. - Минск, 1968. - С. 6-9.
2. А.с. СССР 1030147, МПК B 24B 31/00, 1983.
Полезная модель относится к чистовой обработке изделий ферроабразивным порош-
ком (ФАП) в магнитном поле и может быть использована в различных отраслях машино-
строения при обработке поверхностей шариков.
Известен механизм доводки шариков за счет обработки их поверхности находящими-
ся в пасте абразивными зернами [1] при качении шарика по прямому или круговому же-
лобу, сечение которых имеет радиус закругления, равный радиусу шарика, или конусную
форму. Такой механизм не обеспечивает качественную обработку поверхности шариков
вследствие образования на его поверхности "сферической гранности" или "кольцевой
гранности" [1].
Известен [2] станок для магнитно-абразивной обработки шариков, содержащий С-об-
разную станину и магнитную систему, состоящую из проходящего через станину ярма и
электромагнитных катушек, установленных на ведущем и прижимном дисках, первый из
которых связан с приводом вращения вокруг вертикальной оси, а второй - с приводом
возвратно-поступательных перемещений вдоль той же оси, причем на обращенных друг к
другу торцах дисков выполнены канавки полукруглого профиля, а в канавке каждого дис-
ка установлены вставки из диамагнитного материала, которые расположены поочередно
по обе стороны от оси симметрии полукруглого профиля канавки.
Такое устройство является сложным по конструкции и не позволяет производить ка-
чественную и производительную магнитно-абразивную обработку поверхностей шариков,
в том числе и за счет образования "кольцевой гранности" [1].
Задачей, которую решает полезная модель, является повышение качества и произво-
дительности магнитно-абразивной обработки поверхностей шариков.
Поставленная задача решается с помощью станка для магнитно-абразивной обработки
шариков, содержащего С-образную станину и магнитную систему, состоящую из прохо-
дящего через станину ярма и электромагнитных катушек, установленных на соосных
нижнем ведущем и верхнем прижимном дисках, первый из которых связан с приводом
вращения вокруг вертикальной оси, где верхний прижимной диск выполнен с примыкающей
к шарикам плоской горизонтальной поверхностью и связан с приводом вращения вокруг
вертикальной оси в противоположном нижнему ведущему диску направлении, а его ось
смещена относительно оси нижнего ведущего диска на эксцентриситет, равный 4…5 мм,
причем нижний ведущий диск имеет расположенный концентрично относительно его оси
желоб глубиной 2/3 от радиусов расположенных в нем шариков r, имеющий в проходя-
щем через ось ведущего диска радиальном сечении форму симметричной относительно
среднего радиуса желоба параболы, описываемой при расположении системы координат в](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)