Введение к работе
Актуальность темы. Наибольшие затраты на обработку прецизионных деталей машин, в частности, деталей подшипников, приходятся на шлифовальные операции. Для шлифования характерны дорогостоящее оборудование и инструмент, продолжительное время обработки, высокие потери от брака. Шлифование деталей подшипников, в частности, дорожек качения колец подшипников, характеризуется также практическим отсутствием установившихся режимов обработки. Традиционные методы нормирования режимов шлифования обеспечивают приемлемое качество большей части обработанных деталей.
Традиционная обработка дорожек качения колец подшипников заключается в токарной обработке, шлифовании, чистовом шлифовании и суперфинишировании. Однако существующие методы предсуперфииишной обработки не обеспечивают требуемой одноразмерности деталей, не позволяют получать нестандартные профили, создают в поверхностном слое микротрещины, приводящие к возникновению напряжений, что, в свою очередь, снижает долговечность готовых колец.
Для устранения недостатков существующей технологии производства подшипников качения и других прецизионных изделий возможна замена операции чистового шлифования формообразующей электрохимической обработкой.
Электрохимическая обработка (ЭХО) обеспечивает высокое качество поверхностного слоя детали, возможность получения деталей со сложным профилем, высокую повторяемость форм обработанных поверхностей, простоту переналадки технологического'оборудования и эффективность в условиях серийного производства, что нашло применение в авиационном промышленности и других отраслях народного хозяйства. Все это, а также многочисленные публикации на данную тему позволяют сделать вывод об актуальности исследований в этой области.
Наиболее эффективным средством повышения точности и производительности процесса обработки подшипников качения является замена операции чистового шлифования формообразующей электрохимической обработкой с использованием электрода инструмента с корректированным профилем. Однако, в настоящее время проблема получения при электрохимическом способе размерной обработки профиля детали с заданными геометрическими параметрами и наименьшей погрешностью обработки остается неизученной. Поэтому возникла необходимость исследования влияния профиля электрода-инструмента при электрохимической обработке и разработки технологических рекомендаций, включающих нормирование параметров процесса электрохимической обработки, втом числе и величины коррекции профиля инструмента.
Цель работы. Повышение качества и производительности электрохимической обработки колец подшипников на основе нормирования и стабилизации параметров профиля инструмента путем его коррекции, а также путем регулирования величины припуска, снимаемого в процессе электрохимической обработки и последующих отделочных операций.
Задачи работы: 1. Исследование механизма формирования качества поверхностей (точности размеров и формы) при электрохимической и абразивно-химической обработке.
-
.Разработка имитационных моделей влияния профиля инструмента и режимов обработки на погрешность формы.
-
Анализ влияния технологических факторов обработки и профиля инструмента на исправление погрешности формы детали на основе оптимизации режимов обработки и введения коррекции профиля электрода-инструмента.
-
Разработка алгоритмов управления параметрами обработки и средств для их осуществления.
-
Экспериментальное исследование влияния технологических факторов на показатели качества и эффективность обработки и проверка адекватности разработанных алгоритмов и средств для их осуществления.
-
Разработка рекомендации по практическому применению выполненных исследований.
Научная новизна заключается:
в обосновании закономерностей механизма совмещенной электрохимической и суперфинишной обработки колец подшипников и разработке метода управления технологическим процессом на основе нормирования и стабилизации режимов обработки и параметров профиля инструмента;
в определении зависимостей влияния профиля электрода при ЭХО на возникновение погрешности формы;
в разработке математической модели технологических процессов, отражающих механизм формирования отклонений формы и качества в процессе электрохимической обработки.
Практическая ценность и реализация результатов работы в промышленности.
По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана технология совмещения электрохимической обработки н суперфиниширования рабочих поверхностей колец радиальных подшипников на основе нормирования и стабилизации параметров профиля инструмента.
Разработана методика оценки влияния профиля электрода-инструмента на возникновение погрешности формы.
Разработана методика расчета оптимального профиля электрода-инструмента, основанная на использовании методов математической статистики.
Выполнено программное обеспечение, позволяющее рассчитать оптимальный профиль инструмента.
Результаты работы внедрены на Научно-производственном предприятии нестандартных изделий машиностроения (г. Саратов) в 2000 году в виде технологического процесса для изготовления внутренних колец радиальных шарикоподшипников, а также технической документации на автомат ВДЛ ЭХО-ЗОВ для электрохимической обработки дорожек качения радиальных шариковых подшипников 202.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Международной научно-технической конференции "Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы" (г. Волжский, 1998 г.) и на ежегодных семинарах кафедры "Технология машиностроения" СГТУ (1998-2000 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы (102 наименования) и приложений, включает 184 страницы машинописного текста, 48 таблиц и 40 рисунков.
