Введение к работе
Актуальность темы. Надежность, грузоподъемность и предельная быстроходность современных машин и механизмов во многом зависят от работоспособности подшипников качения, среди которых значительный удельный вес занимают конические подшипники. На повышение эксплуатационных характеристик таких изделий существенное влияние оказывает точность формы профиля н качество дорожек качения колец подшипников, формируемые в основном на заключительной стадии обработки.
Основным методом окончательной обработки дорожек качения колец конических подшипников является суперфиниширование с продольным пеоемещеннем бруска. Однако, существующий способ суперфиниширования имеет существенные недостатки. Брусок при движении вдоль образующей конуса контактирует неизменной толщиной своей рабочей поверхности с непрерывно увеличивающимися (при движении бруска от меньшего к большему диаметру) или уменьшающимися (при движении бруска в противоположную сторону) диаметрами конической поверхности. Такие условия взаимодействия инструмента и заготовки приводят к неравномерному съему припуска в продольном направлении обрабатываемого профиля, что снижает точность его формы по углу конуса. Кроме того, при одном полном рабочем ходе бруска большее время контактирования (при постоянной скорости перемещения инструмента) наблюдается в средней части обрабатываемой поверхности. Наименьшие временные контакты происходят па крайних участках поверхности. В результате дополнительно к отклонениям угла конуса добавляются и отклонения формы профиля поверхности в виде вогнутости. К тому же брусок контактирует с заготовкой всей своей рабочей поверхностью одновременно, что затрудняет подачу СОЖ в зону обработки, удаление продуктов резания и тем самым снижает качество обрабатываемой поверхности.
Работа выполнена в соответствии с межвузовской инновационной программой «Надежность конструкций».
Автор защищает:
-
Результаты теоретико-экспериментальных исследований по выявлению критерия оценки точности формы конического профиля при суперфинишировании.
-
Результаты теоретико-экспериментальных исследований механизма формообразования профиля конических поверхностей при суперфинишировании.
-
Новый способ суперфиниширования конических поверхностей, защищенный патентом № 1809799 по заявке Л1> 4939310 с приоритетом от 24.05.91.
-
Конструкции сунерфинишпых головок, обеспечивающих условия по реализации нового способа суперфиниширования дорожек качения наружных и внутренних колец конических подшипников.
-
Результаты экспериментальных исследований по оценке эффективности нового способа суперфиниширования конических поверхностен п установленню обоснованных рекомендации по его использованию и промышленности.
-
Результаты опытно-промышленной проверки п внедрении в производство нового способа суперфиниширования чорожек качения наружных и внутренних колец конических подшипников.
Цель работы. Повышение качества конических подшипников путем совершенствования технологии окончательной обработки дорожек качения.
Для достижения поставлено/і цели в работе решены следующие задачи:
-
Теоретически' и экспериментально обоснован критерий оценки точности формы конического профиля, позволяющий при суперфинишировании управлять величиной снимаемого припуска в отдельных сечениях заготовки.
-
Исследован .механизм формообразования профиля конических поверхностей в процессе суперфиниширования.
-
Разработай новый высокоэффективный способ суперфиниширования конических поверхностен, позволяющий направленно воздействовать па удаление припуска в каждом отдельном поперечном сечении заготовки.
-
Проведена модернизация сунерфинишпых станков с использованием специально разработанных инструменгальпыч голсвок, реализующих новый способ суперфиниширования дорожек качения наружных и внутренних колец конических под-шинников.
-
Разработана методика и программа расчета на ЭВМ .тля определения Размерных и геометрических параметров бруском.
-
Исследовано влияние нового способа суперфиниширования па параметры точности формы профиля, качества конической поверхности п производительность процесса обработки.
-
Выполнена опытно-промышленная проверка нового способа суперфиниширования, разработаны практические рекомендации по его эффективному использованию и показаны результаты внедрения в производство.
Научная новизна. Теоретически и экспериментально подтверждена возможность повышения точности, качества поверхностей дорожек качения колец конических подшипников и производительности обработки путем совершенствования технологии суперфиниширования. Исследован механизм формообразования профиля конических поверхностей в процессе брусковой обработки. Разработан новый способ суперфиниширования конических поверхностей, позволяющий на основе оптимизация конструкции бруска и сто кинематических движений управлять величиной снимаемого припуска в каждом отдельном поперечном сечении заготовки и тем самым формировать требуемую геометрическую форму профиля. Изучены особенности формирования профиля конических поверхностей, ограниченных бортами. Разработана методика и программа расчета па ЭВМ для определения размерных и геометрических параметров брусков. Определены зависимости производительности обработки, качества поверхности и точности формы профиля or режимных параметров процесса суперфиниширования.
Практическая ценность и реализация работы в промышленности. На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработан н внедрен в производство новый высокоэффективный способ суперфиниширования дорожек качения наружных и внутренних колец конических подшипников, существенно повышающий точность, качество поверхности и производительность обработки. Разработана методика н программа на ЭВМ для определения оптимальных конструкций брусков. Установлены рациональные значения технологических факторов, участвующих в новом способе суперфиниширования, и разработаны научно-обоснованные рекомендации по его промышленному применению.
Результаты работы внедрены на АО Самарского подшипникового завода при изготовлении колец конических подшипников средних серии. Существенное повышение точности п качества обработанных поверхностей позволило выпускать подшипники с повышенным классом точности. Годовой экопомн-
ческнй эффект от внедрения составил свыше 35 млн. руб. Результаты исследонанип продолжают внедряться на операции суперфиниширования дорожек качения наружных и внутренних колец подшипников более крупных серий.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на региональной научно-технической конференции (НТК) «Повышение качества изготовления детален машин методами отделочно-улрочняющей обработки» Пенза, 1991; региональной НТК, «Прогрессивная технология и инструмент изготовления деталей машин» Н. Новгород, 1991; республиканской НТК «Прогрессивные технологические процессы в механо-сборочпом производстве» Херсон, 1991; Всесоюзной НТК, «Актуальные проблемы машиностроения на современном зтапе» Владимир, 1991; республиканской НТК «Эффективность использования машиностроительного оборудования» Саранск, 1991; XIII международной конференции «Физика прочности п пластичности металлов и сплавов» Самара, 1992; региональной НТК, «Прогрессивные методы и средства обеспечения качества изготовления деталей машин» Н. Новгород, 1992; украинской научно-практической конференции «Технологические методы повышения эксплуатаци онны х свойств деталей машин» Севастополь, 1992. В целом работа обсуждена и одобрена на расширенных заседаниях кафедр «Технология машиностроения» Самарского государственного технического университета, 1993 и Ульяновского политехнического института, 1993.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 1 патент и 2 положительных решения о выдаче патента на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы (І34 наименовании) и приложений, включает 160 страниц машинописного текста, 12 таблиц и 41 рисунок.
