<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">sat</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">НАУКА и ТЕХНИКА</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Science &amp; Technique</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2227-1031</issn><issn pub-type="epub">2414-0392</issn><publisher><publisher-name>Belarusian National Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21122/2227-1031-2025-24-1-47-53</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">sat-2836</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ПРИБОРОСТРОЕНИЕ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>INSTRUMENTATION ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Шлифование шариков из натурального камня планетарным движением инструмента</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Grinding of Natural Stone Balls with Planetary Movement of the Tool</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Луговой</surname><given-names>В. П.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lugovoi</surname><given-names>V. P.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Кандидат технических наук, доцент</p><p>Адрес для переписки: Луговой Вячеслав Петрович –Белорусский национальный технический университет,ул. Я. Коласа, 22,220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 293-91-01Vlugovoj@bntu.by</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Address for correspondence: Lugovoi Vjacheslav P. – Belarusian National Technical University,22, Ya. Kolasa str.,220013, Minsk, Republic of Belarus.Tel.: +375 17 293-91-01Vlugovoj@bntu.by</p></bio><email xlink:type="simple">Vlugovoj@bntu.by</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Попов</surname><given-names>Р. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Popov</surname><given-names>R. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Магистрант</p><p>г. Минск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Minsk</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Белорусский национальный технический университет</institution><country>Беларусь</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Belarusian National Technical University</institution><country>Belarus</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>21</day><month>02</month><year>2025</year></pub-date><volume>24</volume><issue>1</issue><fpage>47</fpage><lpage>53</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Луговой В.П., Попов Р.А., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Луговой В.П., Попов Р.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Lugovoi V.P., Popov R.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://sat.bntu.by/jour/article/view/2836">https://sat.bntu.by/jour/article/view/2836</self-uri><abstract><p>В статье приведены схема модернизированного станка с планетарным движением инструмента для шлифования шариков из цветного камня и результаты испытания при обработке серпентинита. Существуют различные способы и устройства для обработки металлических шариков абразивными методами, применяемые в производстве подшипников. Эти устройства имитируют работу упорного подшипника. Один из инструментов содержит V-образный желоб, в котором получают преимущественно двухосное вращение обрабатываемые заготовки. Количественными критериями для оценки процесса обработки шариков являются производительность, точность геометрических размеров, сферической формы и шероховатость поверхности. В настоящее время находят также применение шарики из неметаллических материалов: керамики, стекла, ситаллов и камней, которые отличаются от стальных своими физико-механическими свойствами, в первую очередь такими, как хрупкость и меньшая прочность. Особенно это ощутимо при обработке минералов, применяемых в ювелирной промышленности, которые отличаются структурой, наличием слоистости, внутренних дефектов и пр. Все это вызывает необходимость выполнения обработки подобных материалов при режимах, отличающихся от режимов обработки стальных шариков (меньших усилиях давления, скоростей). Однако вопросам, посвященным методам обработки шариков из хрупких материалов, в том числе ювелирных камней, уделено недостаточное внимание. Во многих случаях необходимые способы и условия обработки таких материалов определяются повсеместно на практике методом проб и ошибок. Возрастающий объем производства шариков для изготовления ювелирных украшений из натурального камня вызывает необходимость проведения комплексных исследований и обобщения результатов этих исследований для разработки рекомендаций для их практического применения. В настоящей работе предложен метод обработки шариков в устройстве, обеспечивающем планетарное движение шариков за счет того, что дискообразный инструмент получает периодический поворот от действия силы трения, возникающей при касании его боковой поверхности со столом, совершающим планетарное движение. В результате шарики, расположенные в конических гнездах диска, получают ускоренное движение и катятся по циклоидной траектории. Дополнительный путь, который проходят шарики за одинаковое время, а также изменение соотношения углов поворота шариков вокруг своих трех осей создают условия для повышения производительности и точности обработки. Эксперименты были проведены на опытной установке при обработке заготовок из серпентинита, который относится к группе мягких камней. Результаты работы показали, что время обработки партии на каждой операции шлифования деталей до достижения стабилизации размеров не превышает 30 мин. Величина съема припуска, степень достижения необходимой точности размеров шариков и шероховатость определяются размером абразивного зерна.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article presents a diagram of a modernized machine with planetary movement of the tool for grinding balls of colored stone and test results when processing serpentinite. There are various methods and devices for processing metal balls using abrasive methods used in the production of bearings. These devices simulate the operation of a thrust bearing. One of the tools contains a V-shaped groove, in which the workpieces being processed receive predominantly biaxial rotation. Quantitative criteria for evaluating the ball processing process are productivity, dimensional accuracy, spherical shape and surface roughness. Currently, balls made of non-metallic materials are also used: ceramics, glass, glass ceramics and stones, which differ from steel ones in their physical and mechanical properties, primarily such as fragility and lower strength. This is especially noticeable when processing minerals used in the jewelry industry, which differ in structure, the presence of layering,   internal defects, etc. All this makes it necessary to process such materials under conditions different from the conditions for processing steel balls (lower pressure forces, speeds). However, insufficient attention has been paid to issues devoted to methods of processing balls made of fragile materials, including jewelry stones. In many cases, the necessary methods and conditions for processing such materials are determined throughout practice by trial and error. The increasing volume of production of beads for making jewelry from natural stone necessitates comprehensive research and generalization of the results of these studies in order to develop recommendations for their practical use. In this work, we propose a method for processing balls in a device that ensures planetary motion of the balls due to the fact that the disk-shaped tool receives periodic rotation from the friction force that occurs when its side surface touches a table performing planetary motion. As a result, the balls located in the conical sockets of the disk receive accelerated motion and roll along a cycloid trajectory. The additional path that the balls travel in the same time, as well as the change in the ratio of the angles of rotation of the balls around their three axes, create conditions for increasing the productivity and accuracy of processing.  The experiments were carried out on a pilot plant when processing workpieces made of serpentinite, which belongs to the group of soft stones. The results of the work showed that the batch processing time for each part grinding ope-ration until dimensional stabilization is achieved does not exceed 30 minutes. The amount of allowance removal and the degree to which the required ball dimensional accuracy and roughness are achieved are determined by the size of the abrasive grain.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>шарики из камня</kwd><kwd>шлифование</kwd><kwd>планетарное движение инструмента</kwd><kwd>конструкция станка</kwd><kwd>результаты экспериментов</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>stone balls</kwd><kwd>grinding</kwd><kwd>planetary movement of the tool</kwd><kwd>machine design</kwd><kwd>experimental results</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства / Л. А.Олендер. Минск: Вышэйш. шк., 1974. 336 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Olender L. A. (1974) Technology and Equipment for Ball Production. Minsk, Vysheyshaya Shkola Publ. 336 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алмазная доводка керамических шаров из карбида бора / С. В. Сохань [и др.] // Оборудование и инструмент. 2018. № 3. C. 54–57. URL: https://www.informdom.com/uploads/metal/18_3/54_Almaznaya_dovodka_2018_3.pdf/.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sokhan’S. V., Maistrenko A. L., Borimskii A. I., Sorochenko V. G., Voznyi V. V., Gamanyuk M. P., Zubanev E. N. (2018) Diamond Finishing of Ceramic Balls Made of Boron Carbide. Oborudovanie i Instrument [Equipment and Tools], (3), 54–57. Available at: https://www.inform dom.com/uploads/metal/18_3/54_Almaznaya_dovodka_ 2018_3.pdf (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Собчак, Н. Энциклопедия минералов и драгоценных камней / Н. Собчак, Т. Собчак. СПб.: Нева; М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2002. 479 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sobchak N., Sobchak T. (2002) Encyclopedia of Minerals and Gems. St. Petersburg, Neva Publ. Moscow, OLMA-PRESS Publ. 479 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Синкенкес, Дж. Руководство по обработке драгоценных и поделочных камней / Дж. Синкенкес. М.: Мир, 1998. 423 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sinkankas J. (1984) Gem Cuttung. A Lapidary`s Manual. Van Nostrand Reinhold Company.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ящерицын, П. И. Тонкие доводочные процессы обработки деталей машин и приборов / П. И. Ящерицын, А. Г. Зайцев, А. И. Барботько. Минск: Наука и техника, 1976. 328 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yashcheritsyn P. I., Zaitsev A. G., Barbotko A. I. (1976) Fine Finishing Processes for Processing Machine Parts and Devices. Minsk, Nauka i Tekhnika Publ. 328 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Патент BY 1444, МПК6 B 24 B 11/02. Способ обработки шариков: № 525: заявлено 19.07.1993: опубл. 16.12.1996 / К. Г. Щетникович; заявитель: К. Г. Щетникович. 2 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shchetnikovich K. G. (1996) Method of Processing Balls. Patent No 1444 Republic of Belarus (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Щетникович, К. Г. Кинематика шариков при тонком шлифовании между несоосными дисками в конических отверстиях / К. Г. Щетникович, М. Г. Киселев // Вестник Белорусского национального технического университета. 2009. №. 3. С. 39–45.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shchetnikovich K. G., Kiselev M. G. (2009) Ball Kinematics in Fine Polishing between Misaligned Disks in Conical Openings. Vestnik Belorusskogo Natsional'nogo Tekhnicheskogo Universiteta [Bulletin of the Belarusian National Technical University], (3), 39–45 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Михнев, Р. Л. Оборудование оптических цехов: учеб. для техникумов / Р. Л. Михнев, С. К. Штандель. М.: Машиностроение, 1991. 367 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mikhnev R. L., Shtandel S. K. (1991) Equipment for Optical Workshops. Moscow, Mashinostroenie Publ. 367 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Патент RU 1510250, МКИ В24 В 11/02 (2006.01). Способ шлифования шариков: № 4242987/08: заявлено 13.05.1987: опубл. 10.12.1995 / Л. Н. Васин, И. А. Коробченко. 7 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vasin, L. N., Korobchenko I. A. (1995) Method of Grinding Balls. Patent of Russian Federation No 1510250 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Авторское свидетельство SU 1572794, МПК B24B 11/02(2006.01). Способ обработки шариков из оптических материалов: № 4436255: заявлено 30.03.1988: опубл. 23.06.1990 / Н. Н. Николаев, С. П. Оробинский, Т. М. Акрамовская. URL: https://yandex.ru/patents/doc/SU1572794A1_19900623.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nikolaev N. N., Orobinsky S. P., Akramovskaya T. M. (1990) Method for Processing Balls Made of Optical Materials. USSR Author’s Certificate No 31572794 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Авторское свидетельство SU 1787747, МПК В24В 11/02 (2006.01). Способ обработки шариков: № 4839688: заявлено 1990.06.14.06.1990: опубл: 15.01.93 / К. Г. Щетникович, Б. Б. Стальмошонок. URL: https://yandex.ru/patents/doc/SU1787747A1_19930115.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shchetnikovich K. G., Stalmoshonok B. B (1993) Method of Processing Balls. USSR Author’s Certificate No 1787747 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Авторское свидетельство SU1713819 МПК B29C 37/02(2006.01). Устройство для обработки шариков: №4842378: заявлено 12.04.1990: опубл. 23.02.92 /А. С. Лобанкин. URL: https://yandex.ru/patents/doc/SU1713819A1_19920223.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lobankin A. S. (1992) Device for Processing Balls. USSR Author’s Certificate No 1713819 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
