[1]Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к оснащению бесцентрово-шлифовальных станков, и может быть использована для бесцентрового шлифования деталей цилиндрической формы, например, роликов роликоподшипников, а также шариков, в частности, пустотелых.
[2]В настоящее время для обработки шариков в серийном производстве используются универсальные бесцентрово-шлифовальные станки, рабочая зона которых содержит шлифовальный круг 1 и ведущий абразивный круг 2 между которыми на опорном ноже 5 располагается обрабатываемая деталь 3 (фиг. 1).
[3]Так, например, в способе бесцентрового шлифования шариков на проход [1] шарики размещают в технологическом устройстве на скошенном опорном ноже и перемещают вдоль него посредством винтовой канавки ведущего круга.
[4]Известен опорный нож [2] (прототип), имеющий рабочую поверхность в виде плоскости, наклоненной под некоторым углом к плоскости расположения осей ведущего и шлифовального кругов.
[5]Общим недостатком всех известных конструкций опорных ножей, в том числе и прототипа, является то, что их рабочая поверхность выполняется в виде плоскости, параллельной оси ведущего абразивного круга и наклоненной под постоянным углом к плоскости расположения осей ведущего и шлифовального кругов. В большинстве источников технической информации без какого-либо расчетного обоснования рекомендуется принимать этот угол, равным 20°.
[6]При этом в результате шлифования детали 3 с перемещением ее вдоль поверхности опорного ножа 5 вследствие съема припуска Z возникает погрешность ξ по величине диаметра за счет непрерывного смещения измерительной базы наладочного размера в виде хорды K-K1, соединяющей точки контакта обрабатываемой детали с ведущим кругом 2 и шлифовальным кругом 1. По окончании обработки эта хорда занимает положение 
(фиг. 2). Фактически выполняемым размером будет не диаметр сферы, а именно величина этой хорды. Величина погрешности ξ может быть определена следующим образом:
[7]
[8]где D3 и d - диаметр исходной заготовки шарика и диаметр шарика после обработки соответственно;
[9]DВ - диаметр ведущего круга;
[10]DШ - диаметр шлифовального круга;
[11]h - величина превышения центра О шарика после обработки над плоскостью, в которой расположены ось ведущего ОВ и ось шлифовального ОШ кругов в начальный момент обработки;
[12]h1 - величина превышения центра О1 шарика после обработки над плоскостью, в которой расположены ось ведущего ОВ и ось шлифовального ОШ1 кругов после окончания обработки:
[13]
[14]где α - угол скоса опорного ножа.
[15]На фиг. 2 также показано:
[16]DШ - диаметр шлифовального круга 1;
[17]SBP - врезная подача ведущего круга 2;
[18]ωШ - окружная скорость шлифовального круга 1;
[19]ωВ - окружная скорость ведущего круга 2;
[20]N - точка контакта заготовки 3 с опорным ножом 5;
[21]N1 - точка контакта шарика после обработки 4 с опорным ножом 5.
[22]В начальный период шлифования, представляющий собой черновую обработку, эта погрешность не является критической, а наличие клиновидного пространства с углом менее 90°, в котором перемещается деталь, обеспечивает ей большую устойчивость и возможность высокопроизводительного съема основной величины припуска. В процессе обработки указанная погрешность возрастает и на конечном этапе (при выходе детали из рабочей зоны) становится недопустимой по величине.
[23]Предлагаемое техническое решение данной проблемы вытекает из недостатков прототипа и заключается в необходимости повышения точности размера обрабатываемой поверхности вращения за счет устранения погрешности наладочного размера.
[24]Поставленная задача решается следующим образом (фиг. 3, фиг. 4).
[25]Рабочую поверхность ножа выполняют, состоящей из двух участков. Первый участок выполняют в виде винтовой поверхности с прямолинейной образующей. В начале первого участка обработки, соответствующего размещению детали вначале обработки, рабочая поверхность ножа имеет необходимый начальный угол α наклона к плоскости расположения осей ведущего и шлифовального кругов, например, α=20°, а в конце этого участка на расстоянии 0,75*L (фиг. 4) от торца опорного ножа, соответствующего размещению детали в начале обработки, где L - длина рабочей поверхности опорного ножа, угол наклона равен нулю. На этом участке происходит съем основного припуска на обработку и постепенное исправление погрешности операционного размера (1). Второй участок рабочей поверхности ножа сопряжен с первым, его выполняют плоским без наклона к плоскости расположения осей ведущего и шлифовального кругов параллельно их осям. На этом участке происходит процесс выхаживания со стабилизацией операционного размера. Длина этого участка - 0,25*L (фиг. 3). 3D-модель предлагаемой конструкции опорного ножа представлена на фиг. 3. Эскиз предлагаемой конструкции опорного ножа представлен на фиг. 4.
[26]Таким образом, проблема повышения точности размера обрабатываемой поверхности при бесцентровом шлифовании решается путем рационального изменения конструкции опорного ножа.
[27]Существенное отличие предлагаемого устройства от прототипа состоит в том, что рабочая поверхность опорного ножа выполняется комбинированной, состоящей из двух участков:
[28]- первый участок, предназначенный для размещения детали в начале обработки и съема основного припуска, имеет винтовую форму и скос под начальным углом α к плоскости, в которой расположены оси шлифовального и ведущего кругов. Длина рабочей поверхности ножа на этом участке равна расстоянию от начала рабочей зоны до 0,75 ее длины. На протяжении этого участка угол скоса непрерывно уменьшается от значения α до нуля;
[29]- второй участок, позволяющий постоянно достигать неизменную величину наладочного размера, имеет величину 0,25 длины рабочей зоны и не имеет уклона. В его пределах рабочая поверхность плоская и параллельна плоскости, в которой расположены оси ведущего и шлифовального кругов, поэтому погрешность, определяемая зависимостью (1), равна нулю.
[31]1. А.с. СССР №1537480 кл. В24В 11/02, 1989 г. Способ бесцентрового шлифования шариков. Васин А.Н., Гундорин В.Д., Новиков В.И. Опубл. 23.01.1990. Бюл. №3.
[32]2. Патент RU 2351453 С2. Способ бесцентрового шлифования и используемый в нем абразивный инструмент.
