Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей Сурков Александр Николаевич

Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей
<
Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сурков Александр Николаевич. Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей : Дис. ... канд. техн. наук : 05.02.08 : Самара, 2004 172 c. РГБ ОД, 61:04-5/3670

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Состояние вопроса цель и задачи исследований

1.1. Анализ влияния точностных и качественных характеристик фасонных поверхностей деталей на эксплуатационные свойства изделий

1.2. Связь себестоимости и точности изготовления деталей

1.3. Достижение заданной точности и качества обрабатываемых поверхностей различными методами шлифования

1.3.1. Роль прерывистых кругов в обеспечении 26

качественных и точностных характеристик шлифуемых поверхностей деталей

1.3.2- Методы шлифования фасонных поверхностей с различными кинематическими движениями инструмента

1.4. Выводы. Цель и задачи исследования 40

Глава 2. Теоретический анализ повышения качества и точности сложнопрофильных поверхностей при врезном шлифовании

2.1. Анализ повышения качества цилиндрической поверхности

2.2. Анализ повышения точности формы и качества сложнопрофильных поверхностей

2.3. Основные этапы обеспечения заданного уровня 87

понижения относительной температуры в контактной зоне обработки и равномерного радиального износа рабочих профилей прерывистых кругов при врезном шлифовании сложнопрофильных поверхностей

2.4. Выводы 89

Глава 3. Методика проведения экспериментальных исследований

3.1. Изготовление прерывистых шлифовальных кругов 91

3.2. Методы и технологические средства контроля отклонений точностных параметров фасонно-ступенчатых поверхностей

3-2.1. Устройство для замеров перепадов диаметров беговых дорожек лап долот

3.2.2. Устройство для замеров перепадов диаметров беговых дорожек шарошек долот

3-2.3. Устройство для контроля отклонений профиля деталей от круглости

3.2.4, Устройство для измерения радиуса шариковой беговой дорожки цапфы лапы долота

3.2.5. Устройство для измерения отклонений от соосности ступенчатых поверхностей

3.3, Выводы 115

Глава 4. Эксперементальные исследованияновой технологии врезного шлифования сложнопрофильных поверхностей

4.1, Результаты исследования 117

4.1.1, Поточности обрабатываемых поверхностей 117

4.1.2, По качеству поверхности 123

Глава 5 . Опыт на прмышленная проверка результатов исследований

5.1. Точность и качество опорных поверхностей лап и шарошек долот

5.2. Стендовые испытания долот 131

5,3- Нефтепромысловые испытания буровых долот 132

5.4. Экономическая эффективность от внедрения результатов исследований

5-5. Выводы 138

Основные выводы по работе 140

Список литературы 143

Приложения 154

Приложение 1 155

Приложение 2 157

Приложение 3 161

Приложение 4 168

Приложение 5 171

Введение к работе

Детали с различными видами сложнопрофильных поверхностей входят в узлы и механизмы многих современных машин и приборов. Применение рабочих поверхностей сложного рабочего профиля всегда подчинено определенной цели и является вынужденной необходимостью,

В удовлетворении возрастающих требований к качеству деталей со сложнофасонными поверхностями наиболее ответственными и труднодостижимыми параметрами являются точность формы и качество поверхностного слоя таких поверхностей- Даже незначительное искажение формы профиля поверхностей существенно снижает надежность и долговечность изделий.

Повысить точность формы профиля поверхности труднее, чем размерную точность Задача еще более усложняется при повышении точности профиля фасонных поверхностей, и она переходит в труднорешаемую проблему, когда требуется одновременное обеспечение высокой точности профиля и качества сложнопрофильных поверхностей.

Особое место в обеспечении точности и качества поверхностей деталей
принадлежит шлифованию. Оно» являясь основным видом механической
обработки в технологии машиностроения, совершило значительный шаг
своего развития благодаря научным работам Ф.И.Демина, В.В.Ефимова,
Е.СКиселева, А.В.Королева, СНЛСорчака, А.Н-Мартынова, Е.Н.Маслова,
Н.ВЛосова, Ю.В.Полянского, ВХ.Рахчеева, А.Н.Сальникова,

В.А.Сипайлова, А.Н.Филина, JLB-Худобина, Б.Л.Штрикова, А.В.Якимова, П.И.Ящерицына и др.

Основным методом чистовой и финишной обработки сложнопрофильных поверхностей является профильное врезное шлифование. Этот метод характеризуется простотой формообразующих движений круга и детали и большим количеством зерен, одновременно участвующих в съеме металла, что позволяет иметь высокую производительность. Однако по своей

сущности он имеет принципиальные недостатки: не обеспечивает высокую точность формы профиля» высокое и стабильное качество поверхностного слоя сложнопрофильных поверхностей, так как условия взаимодействия поверхностей круга и детали в каждом из их поперечных сечений различны. Это приводит к неравномерности радиального износа рабочего фасонного профиля шлифовального круга, а, следовательно, и к искажению формы сложнофасонного профиля обрабатываемой поверхности. Относительно низкое качество сложнопрофильной поверхности соответствует сечению* расположенному в наиболее теплонапряженной зоне контакта круга и детали.

Тема диссертации, направленная на повышение точности формы сложнопрофильных поверхностей и обеспечение заданного уровня понижения температуры в контактной зоне обработки, обуславливающего повышение качества поверхностного слоя, отвечает запросам производства и является актуальной.

Целью работы является повышение точности и качества сложнопрофильных поверхностей деталей путем совершенствования способа врезного шлифования и разработки практических рекомендаций для его промышленного использования.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые на основе раскрытия взаимосвязей технологических факторов процесса врезного шлифования, теплофизических свойств материала обрабатываемых деталей, геометрических и размерных параметров прерывистых кругов, обеспечивающих синхронизацию радиального износа рабочих фасонных профилей абразивных инструментов и заданный уровень понижения температуры в контактной зоне шлифования, решается актуальная задача одновременного повышения точности формы и качества сложнопрофильных поверхностей широкого круга деталей машин.

Выявлены и показаны основные этапы последовательного технологического воздействия на процесс шлифования, направленные на одновременное обеспечение заданного уровня понижения температуры в

контактной зоне обработки и равномерный радиальный износ рабочих профилей прерывистых кругов при врезном шлифовании сложнопрофильных поверхностей.

Выявлен совокупный показатель, целенаправленным технологическим воздействием на который открывается возможность управлять формой профиля фасонных поверхностей при врезном шлифовании и обеспечивать высокую его точность.

На основе анализа формирования профиля сложнофасонных
поверхностей при врезном шлифовании разработана методика по
определению геометрических и размерных параметров прерывистых кругов,
позволивших реализовать усовершенствованную технологию,

обеспечивающую повышенные показатели точности и качества обрабатываемых поверхностей деталей.

Практическая ценность работы

Проведенные исследования позволили разработать

высокоэффективный способ врезного шлифования сложнопрофильных поверхностей кругами с прерывистыми рабочими поверхностями, существенно повышающий показатели точности и качества обрабатываемых поверхностей деталей-

Разработана методика расчета по определению оптимальных конструкций прерывистых кругов, обеспечивающих при врезном шлифовании высокую точность формы и качество сложнопрофильных поверхностей с высокой степенью стабильности указанных характеристик у всех деталей, обработанных за полный период шлифования вплоть до полного износа каждого круга.

Экспериментальные исследования и опытно-промышленные испытания позволяют рекомендовать усовершенствованную технологию врезного шлифования сложнопрофильных поверхностей для широкого внедрения в промышленность.

Автор выражает сердечную благодарность научному руководителю, доктору технических наук, профессору АЛ. Филину за помощь, оказанную при выполнении работы, а также благодарит коллектив ОАО «Волгабурмаш» за помощь в реализации результатов исследований.

Связь себестоимости и точности изготовления деталей

В связи с возрастающими требованиями к точности современных машин и механизмов непрерывно ведутся исследования по разработке более эффективных путей повышения точности изготавливаемых деталей.

Авторы работ [25 - 29], отмечая заметно возросшую точность машиностроительного производства, указывают, что допуски на изготовление деталей основных сопряжений автомобильных двигателей уменьшились в связи с увеличением быстроходности, мощности и моторесурса, примерно в 1,5 - 2 раза. Многие детали изготавливают с микронной и более высокой точностью. Повышение точности изготовления» как правило, связано с большими материальными затратами и, следовательно, увеличением их трудоемкости и себестоимости.

С -результирующая кривая Используя свойства гиперболы, в работе [29] приводится доказательство того, как по себестоимости какого-либо одного процесса (или группы процессов) можно определить себестоимость аналогичного другого процесса, выполненного при других условиях.

Зависимость между точностью изготовления X и себестоимостью машины У (эта зависимость, представленная на рис, 1.17, по мнению автора, касается изготовления машины в целом, изготовления отдельных деталей, выполнения отдельных операций) представлена формулой:

Гиперболический характер зависимости мезвду точностью обработки и себестоимостью изготовления детали объясняется тем, что по мере повышения требований к точности обработки усложняется технологический процесс, применяется более точное, а, следовательно, и более дорогое, но менее производительное оборудование, увеличивается основное время в связи с применением дополнительных рабочих ходов и снижения режимов резания, увеличивается вспомогательное время, связанное с увеличением трудоемкости контрольных операций и т.д.

АВ 250 Следовательно, с точки зрения эффективного снижения материальных затрат на изготовление деталей и достижения высоких технико-экономических показателей процесса наиболее рациональной областью поиска и применения новых перспективных решений являются чистовые и финишные операции обработки деталей. Особенно это касается обработки высокоточных сложнопрофильных поверхностей деталей в технологическом процессе изготовления которых чистовой и финишной операцией в основном является профильное врезное шлифование.

Остановимся на кратком рассмотрении путей достижения и повышения точности прецизионных деталей, нашедших широкое применение в различных отраслях промышленности.

Качественные характеристики шлифуемых поверхностей деталей зависят главным образом от теплосиловой напряженности в контактных зонах шлифования. Температуру в зоне шлифования можно понизить, если шлифование производить с определенным интервалом, причем продолжительность резания между этими интервалами сделать меньше времени теплового насыщения металла и за время разрыва процесса охладить поверхность детали. Под тепловым насыщением понимается такое состояние поверхности, когда ее температура достигает максимума и сохраняется определенное время. При этом состоянии возможно образование дефектов, ухудшающих эксплуатационные свойства деталей» За счет интервалов разрыва процесса удается заметно снизить температуру в зоне резания и избежать появления дефектов шлифования. Такой процесс осуществляется кругами, имеющими на рабочей поверхности ряд чередующихся выступов и впадин определенной протяженности.

Влияние прерывистых кругов на качественные характеристики шлифуемых поверхностей деталей освещено в работах [31 - 36 н др.].

На рис- 1Л8 [31] представлены расчетные значения температуры поверхности при сплошном и прерывистом шлифовании. Штриховая линия показывает изменение температуры при шлифовании сплошным кругом, а сплошная линия - прерывистым. Из сопоставления кривых видно, что максимум температуры при прерывистом шлифовании не превышает 60% температуры насыщения, т.е. температуры, которая возникает в зоне резания при шлифовании сплошным кругом на соответствующем режиме.

Анализ повышения точности формы и качества сложнопрофильных поверхностей

Эффективность врезного шлифования сложнопрофильных поверхностей кругами с прерывистыми рабочими поверхностями определяется уровнем теплонапряженности процесса и способностью кругов сохранять как можно дольше геометрические параметры их рабочих профилей. В связи с неравномерностью изнашивания различных участков профильных кругов их часто правят, уменьшая, тем самым, коэффициент полезного их использования.

Главным недостатком неравномерного изнашивания рабочего профиля круга является искажение формы обрабатываемой поверхности, так как при врезном шлифовании и параллельности осей вращения круга и заготовки профиль круга копируется на поверхности детали.

Профильный круг будет изнашиваться равномерно и сохранять неизменным рабочий профиль при условии, если длина режущих выступов в пределах обрабатываемого контура будет изменяться пропорционально съему материала.

Точность обрабатываемого профиля при врезном шлифовании является следствием совместных действий ряда факторов, характеризующий процесс. Для оценки хода процесса и его конечного результата необходим обобщенный показатель, который характеризовал бы обеспечение точности профиля самим процессом шлифования. Тогда целенаправленным варьированием факторами процесса можно управлять этим обобщенным показателем в нужном направлении и, тем самым, управлять точностью профиля.

Для выявления такого показателя проведен анализ процесса формообразования профиля для случая наружного врезного шлифования фасонно-ступенчатой поверхности цапф лап буровых шарошечных долот. Шлифуемый профиль таких деталей состоит из большой роликовой, шариковой и малой роликовой беговых дорожек. Схема процесса шлифования приведена на рис. 2.2.

В различных поперечных сечениях круга и детали доля каждой составляющей Zu и JJt.\ изменения межосевого расстояния будет различноЙ-Минимальный припуск и соответствующий ему максимальный радиальный износ шлифовального круга будут находиться в поперечном сечении, где наименьший радиус круга взаимодействует с наибольшим радиусом детали, а максимальный припуск и минимальный радиальный износ круга будет соответствовать поперечному сечению, в котором наибольший радиус круга взаимодействует с минимальным радиусом детали.

Разница радиального износа шлифовального круга между различными его поперечными сечениями» полученная после удаления заданного припуска, будет характеризовать погрешность формы рабочего профиля круга. Но так как форма профиля рабочей поверхности круга при врезном шлифовании копируется на обработанной поверхности детали, то отклонение точек данного сечения фасонной поверхности детали определится по формуле:. AZ (а-а) (б-б) = AU (а-а) (б-б) (2Л2) AZ (б-б) (n-n) = AU (б-б) (п-п) Наиболее высокая точность профиля поверхности детали будет иметь место, когда отклонения положения точек каждого из множества сечений, составляющих рабочую поверхность круга, будут минимальными- В идеальном случае такое положение обеспечивается, если указанные отклонения радиального износа круга по всему фасонному профилю будут равны нулю. Оно может быть записано в виде: Ди (а-а) (б-б) = AU (б-б) (n-n) = 0 (2.13)

Такое условие может быть обеспечено только путем ПОЛНОЙ синхронизации радиального износа всего множества поперечных сечений рабочего профиля шлифовального круга в ходе процесса обработки. Следовательно, радиальный износ рабочего профиля круга может быть принят за обобщенный показатель, характеризующий точность формы сложнопрофильных поверхностей при врезном шлифовании. Анализу технологического обеспечения указанного условия посвящены следующие страницы настоящей работы.

Прерывистый круг при врезном шлифовании будет изнашиваться равномерно и сохранять неизменным свой рабочий профиль в том случае, когда длины режущих выступов в пределах зоны контакта будут изменяться пропорционально съему металла.

Выполняя анализ формирования профиля фасонных поверхностей при врезном шлифовании, нами получено выражение, обеспечивающее условие, когда на долю каждого абразивного зерна в любом из множества поперечных сечений круга и детали приходятся одинаковые микрообъемы удаляемого металла, что является основой обеспечения синхронного радиального износа всего рабочего профиля круга, а, следовательно, и высокой точности формы сложнопрофильных поверхностей.

Методы и технологические средства контроля отклонений точностных параметров фасонно-ступенчатых поверхностей

Контроль операций: контроль размеров режущих выступов и впадин и равномерного их расположения производится с помощью разметочного трафарета и штангенциркуля и испытания на разрыв в соответствии с требованиями ГОСТа.

Боковые поверхности режущих выступов прерывистых кругов определим по семи точкам, соответствующим диаметрам, изменяющимся от Dmax до Dmjn, для каждого сечения, взаимодействующего с большой роликовой, шариковой и малой роликовой беговыми дорожками, т.е. при шлифовании большой роликовой беговой дорожки Пщах = 500 мм, Di - 475 мм, D2 = 450 мм, D3 = 425 мм, D4 = 400 мм, D3 = 375 мм и Отіп = 350мм. При шлифовании шариковой беговой дорожки — Dmax = 506,14 мм, D! = 481,14 мм, D2 = 456,14 мм, D3 = 431,14 мм, D4 = 406,14 мм, D5 - 381,14 мм и Отщ = 356,14 мм. При шлифовании малой роликовой беговой дорожки Dmax = 525,52 мм, Di = 500,52 мм, D2 = 475,52 мм, D3 = 450,52 мм, D4 = 425,52 мм, D3 = 400,52 мм и Dmin - 375,52 мм. Режим шлифования: скорость шлифовального круга 1)к = 25 м/с; скорость вращения детали ид = ОД м/с; поперечная подача —S = 12-Ю"4 м/мин. Материал обрабатываемой детали — 14ХНЗМА (3 = 3-10-6 м2/с). Из схемы рис. 3.1 следует, что наиболее теплонапряженной зоной шлифования является большая роликовая дорожка, так как в этой зоне отношение длины рабочей поверхности круга к длине взаимодействующей с ней поверхности детали (TTDt / TTd = 3,14-500 / 3,14-51,17 = 9,77) меньше, чем в других зонах шлифования (шариковая беговая дорожка - JCDk / 7td = = 3,14-506,14 / 3,14-45,03 = 11,24, малая роликовая беговая дорожка ЯОк / JUd = 3,14-525,52 / 3,14-25,65 = 20,49). Следовательно, в этой наиболее теплонапряженной зоне необходимо обеспечить заданное понижение температуры, а в других зонах температура должна быть понижена больше, чем в «лимитирующей» зоне шлифования.

Для анализа приняты следующие условные обозначения: (1-1) — поперечное сечение, характеризующее взаимодействие шлифовального круга с большой роликовой беговой дорожкой; (2-2) - с шариковой беговой дорожкой и (3-3) - с малой роликовой беговой дорожкой 94

Полученные результаты проанализируем на возможность обеспечения условия, когда на долго каждого абразивного зерна в любом из множества поперечных сечений взаимодействующих поверхностей круга и детали приходятся одинаковые микрообъемы удаляемого металла, что и является, как уже отмечалось ранее, основой для достижения синхронного радиального износа всего рабочего профиля круга, а, следовательно, и высокой точности формы сложнопрофильных поверхностей при врезном шлифовании.

Исходные данные для проведения данного анализа следующие: удаляемый припуск с поверхностей шлифуемых деталей Z(i.i) = Z(2-2) = = Z(3-3 0,5 мм; шаг между абразивными зернами на рабочей поверхности круга /3 = ОД мм. Условно примем, что ширина сечений на шлифуемых поверхностях «Ш» равна 1 мм и на этой ширине рабочей поверхности шлифовального круга расположен 1 ряд абразивных зерен.

Следовательно, в сечениях (2-2) и (3-3) из-за большего отношения длин впадин и режущих выступов степень снижения температуры в контактных зонах шлифования будет выше, чем в сечении (1-1), что и гарантирует повышение качества всей фасонно-ступенчатой поверхности опоры лапы бурового шарошечного долота при врезном шлифовании.

Микрообъем металла, снимаемого одним абразивным зерном с уменьшением диаметров кругов, связанных с их эксплуатационным износом, возрастает. Но это возрастание носит синхронный характер, т.е. с уменьшением диаметров в сечениях (1-1), (2-2) и (3-3) на одну и ту же величину микрообъем снимаемого металла одним абразивным зерном в каждом из этих сечений возрастает также на равную величину- В результате этого достигается равномерный радиальный износ рабочих профилей всех шлифовальных кругов, а, следовательно, и высокая точность формы фасонно-ступенчатых опорных поверхностей лап буровых долот при врезном шлифовании.

При уменьшении диаметров кругов от Ощщ до D микрообъем металла, удаляемого единичным зерном, в сечениях: (1-1), (2-2) и (3-3) составляет при Dm = 0,0050, D, = 0,0053, D2 = 0,0056, D3 = 0,0059, D4 = 0,0063, D5 = 0,0067 и Dmin = 0,0072 мм311 зерно.

Таким образом, путем целенаправленного воздействия на формирование параметров прерывистых кругов представляется возможность обеспечивать заданный уровень снижения температуры в зоне контакта круга и детали и, тем самым, оказывать позитивное влияние на формирование качества поверхностного слоя шлифуемых деталей.

Вместе с тем, полученные результаты обеспечивают условие, когда на долю каждого абразивного зерна в любом из множества поперечных сечений круга и детали приходятся одинаковые микрообъемы удаляемого металла, что и является, как отмечалось ранее, основой обеспечения синхронного радиального износа всего рабочего профиля круга, а, следовательно, и высокой точности формы сложнопрофильных поверхностей при врезном шлифовании,

Поточности обрабатываемых поверхностей

Приведенные результаты показывают, что диапазон рассеяния перепадов диаметров di и d2 труднодоступных опорных поверхностей цапф лап гидромониторных долот, обработанных базовым способом шлифования, составляет 0,06 мм, значение Hi изменяется от 11,40 до 11,46 мм. Среднее квадратичное отклонение при базовом способе шлифования тб - 0,0118 мм. При новом способе шлифования перепад указанных диаметров составляет 0,04 мм: Величина Н изменяется в пределах 11,42 — 11,46 мм. Среднее квадратичное отклонение Об = 0,0081 мм.

Из полученных результатов следует, что новый способ шлифования цапф лап гидромониторных (с труднодоступными поверхностями) долот по сравнению с базовым способом шлифования снижает рассеяние перепада смежных диаметров в 1,5 раза и среднее квадратичное отклонение в 1,33 раза.

Результаты замеров фактических значений перепадов диаметров шариковой и малой роликовой беговых дорожек шарошек долот - h (рис. 4.2) и расчета среднего квадратичного отклонения G партии в количестве 150 деталей для базового и нового способов шлифования приведены в таблице 4,1.

Полученные результаты показывают, что перепад диаметров ступенчатых поверхностей dj и d2 при базовом способе шлифования колеблется от 11,46 до 11,40 мм, т.е. в пределах 0Э06 мм. Новый способ шлифования обеспечивает изменение фактических значений перепада диаметров в пределах 0,04 мм (перепад диаметров составляет от 11,46 до 11,42 мм), т.е, диапазон колебаний перепада диаметров — h - при новом способе шлифования в 1,5 раза меньше, чем при базовом.

Каждое значение, приведенное на графике, является средней величиной пяти замеров образцов из различных партий с одним и тем же порядковым номером в каждой партии. Порядковый номер указывает последовательность обработки деталей» отсчитываемых после правки шлифовального круга.

Полученные результаты показывают, что величина последовательного накопления отклонений формы тороидальной поверхности при шлифовании базовым способом за период стойкости круга, характеризующийся 25-ю прошлифованными образцами, колеблется от 2,05 до 7 мкм, при новом способе - от 1,37 до 2,2 мкм.

Характерной особенностью образования погрешностей формы шлифуемой поверхности при базовом способе обработки является непрерывное увеличение указанных погрешностей на каждой последовательно обработанном образце на протяжении всего периода стойкости шлифовального круга. На первом образце, прошлифованном непосредственно после правки круга, отклонение формы профиля поверхности составляет 2,05 мкм, а на последнем - 7 мкм. При шлифовании первых 10 образцов отклонение профиля увеличилось от 2,05 до 2,78 мкм. Наиболее интенсивный прирост погрешностей наблюдается после 10-ти обработанных деталей. Непрерывно возрастающие погрешности формы профиля поверхности обусловлены последовательным накоплением искажений формы профиля рабочей поверхности шлифовального круга после каждой обработанной детали. Это является следствием неодинаковых условий съема металла в различных поперечных сечениях взаимодействующих поверхностей круга и детали, приводящих к неравномерности радиального износа шлифовального круга при врезном шлифовании фасонных поверхностей- Накопление искажений формы рабочей поверхности шлифовального круга после каждой последовательно обработанной детали обусловлено самой сущностью базового способа врезного шлифования фасонных поверхностей.

Совершенно иной характер, как в качественном, так и количественном отношениях, образования отклонений от правильной формы профиля образцов наблюдается при новом способе шлифования. При прочих равных условиях (режимов шлифования, характеристик шлифовальных кругов, состояния технологической системы «станок — приспособление - инструмент - деталь», состава и способа подачи СОЖ и других факторов) этот способ обеспечивает более высокую точность формы профиля по сравнению с базовым способом. Особенностью образования отклонений от правильной геометрической формы шлифуемого профиля является относительно высокая стабильность данного параметра у всех деталей, обработанных за время полного периода стойкости шлифовального круга. Так, первые 10 колец, обработанных после правки шлифовального круга, находятся в интервале отклонений от 1,37 до 1,66 мкм. При дальнейшем шлифовании,, хотя и наблюдается незначительный рост отклонений (максимальное отклонение -2,2 мкм соответствует 25-му последовательно обработанному образцу) диапазон изменения данного параметра у всех образцов, обработанных за полный период стойкости шлифовального круга, составляет 0,83 мкм, вместо 4,95 мкм при базовом способе 122

Среднее вероятностное отклонение формы профиля тороидальной поверхности при новом способе шлифования составляет 1,74 мкм, а при базовом — 4,02 мкм, т.е. новый способ обработки снижает среднюю вероятностную величину отклонений в 2,31 раза.

Базовый способ не позволяет обеспечить точность формы профиля детали, конкурирующую с точностью нового способа шлифования, даже в случае применения правки шлифовального круга перед каждой обрабатываемой деталью. Результаты исследований показывают, что отклонение формы профиля поверхностей, обработанных базовым способом непосредственно после правки круга (с первым порядковым номером), составляет в среднем 2,05 мкм, а при новом — 1,37 мкм. Большее значение (в 1,42 раза) погрешности при базовом способе обусловлено относительной неравномерностью радиального износа шлифовального круга в различных его поперечных сечениях при шлифовании одной детали.

При условии обеспечения точности формы профиля тороидальной поверхности, не превышающей 2 мкм, новым способом шлифования в данном случае правку кругов следует производить после 10 обработанных деталей, а при точности до 2,5 мкм необходимость правки шлифовальных кругов для партии из 25 деталей вообще отпадает (если при этом отсутствуют другие причины, вынуждающие применять правку кругов). Следует отметить, что указанная точность может быть достигнута и при шлифовании кругом со сплошной режущей поверхностью. Но в этом случае необходимо применять непрерывную правку шлифовального круга, совмещенную с процессом съема металла (например, правка круга фасонным правящим роликом). Известные принципиальные недостатки такой модификации базового способа шлифования не могут составить конкуренцию новому.

Похожие диссертации на Разработка и исследование высокоэффективного способа шлифования сложнопрофильных поверхностей