Экспериментальное исследование процесса шлифования сферических торцов роликов

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ТОРЦОВ РОЛИКОВ

Михайлова Л.Н.

При обработке сферических торцовых поверхностей методом непрерывного шлифования периферией круга контакт ролика с инструментом происходит по площадке, величина и форма которой зависит от длины контакта деталь-инструмент. В данном случае длиной контакта является линия пересечения сферы с поверхностью шлифовального круга (рис.1).

Рис. 1. Схема определения длины контакта детали с инструментом при непрерывном шлифовании периферией шлифовального круга

Для определения длины контакта определялась система двух уравнений: первое - описывает сферу, второе - поверхность шлифовального круга (тороид). После решения системы уравнений получаем:

(1)

где C - межосевое расстояние шлифовального круга и приспособления, мм;

- глубина резания, мм;

- радиус сферического торца ролика, мм;

- высота шлифовального круга (), мм.

Длина контакта, рассчитанная по формуле (1), неравномерно распределена по площадке контакта торца ролика с периферией профильного круга в зависимости от межосевого расстояния, высоты шлифовального круга и расположения детали в зоне обработки.

От длины контакта зависит время взаимодействия торца ролика с кругом, которое неравномерно на различном расстоянии от центра торца ролика, а следовательно, возникает погрешность профиля сферы торца ролика. Уменьшение высоты шлифовального круга H приводит к снижению неравномерного времени взаимодействия торца ролика и снижению погрешности профиля сферы торца. Условия шлифования при H = 0 близки условиям шлифования методом огибания, когда изделию сообщают вращение вокруг его оси, а инструменту - круговую подачу относительно оси, совпадающей с центром обрабатываемой сферы. Уменьшать высоту круга необходимо до такой величины, которая была бы достаточной для получения заданной шероховатости и съёма припуска с торцовой поверхности.

При выполнении условия

(2)

снижается уровень погрешности формы торца ролика.

На погрешность профиля торца влияют также скорость подачи деталей в зону шлифования и частота вращения детали и высота шлифовального круга , которые в совокупности представляют собой количество оборотов детали в зоне шлифования . С уменьшением глубины резания и увеличением диаметра шлифовального круга повысится точность профиля торцовой поверхности. При глубине не будет происходить процесс шлифования, поэтому глубину резания необходимо оптимизировать до величины, достаточной для процесса шлифования и обеспечивающей съём припуска с заготовки. Увеличение диаметра шлифовального круга ограничивается конструкцией станка.

Проведены исследования шлифования торцов ролика типа 6-7705У с целью определения оптимальных параметров: высоты шлифовального круга H, скорости подачи деталей в зону шлифования и частоты вращения детали , при которых обработанный сферический торец ролика имеет заданную точность.

Экспериментальные исследования осуществлялись на сферошлифовальном станке модели БСШ-200[1].

Одной из первых задач по повышению качества обработки сферических торцов роликов является подбор инструмента. Шлифовальный круг выполнен из нескольких слоёв, причем каждый слой имеет свою характеристику и высоту [2]. Наборные круги после правки образуют рабочую зону. Первый слой имеет характеристику 14А16ПС2Б, второй - 14А8ПСМ1В и третий - 92АМ28ПМ35Р. Высота круга принималась от 120 мм до 185 мм (табл.1.).

Наилучшие результаты точностных характеристик торца ролика были достигнуты при шлифовании кругами высотой 120-125 мм (рис.2.).

По экспериментальным данным при высоте круга 120мм определены суммарные количества оборотов в зоне шлифования. При суммарном количестве оборотов от 12 до 26, радиус сферы торца роликов находится в поле допуска. Различными сочетаниями режимов обработки можно достичь одинакового значения радиуса сферы. Например, радиус сферы 130 мм можно получить при мм и а также при м/мин и

Таблица 1 - Варианты наборных шлифовальных кругов

а)

б)

Рис. 2. Диаграммы параметров сферических торцов роликов при шлифовании наборными кругами: а) радиуса сферы ; б) торцового биения t

На основе обработки результатов исследований построена пространственная зависимость радиуса сферы от частоты вращения и скорости подачи роликов (рис.3.). По графику, удобному для практического применения, можно определить при допустимых значениях радиуса сферы 108…118 мм оптимальные режимы шлифования, позволяющие обрабатывать сферу торца ролика с требуемой точностью. Это можно сделать при скорости подачи 1, 5 м/мин и более, и частоты вращения ролика от 400 об/мин и менее.

Статистическая обработка результатов экспериментального исследования проводилась по форме гистограммы и проверялись критерием согласия Колмогорова, при этом радиус сферы имеет нормальный закон распределения, а торцовое биение - закон эксцентриситета.

Рис. 3. Влияние режимов обработки на радиус сферы торца ролика

Рекомендации для использования режимов обработки сферических торцов роликов, которые повышают точность торца ролика, проверялись на роликах 6-7705У в производственных условиях.

В результате проведенных исследований влияния режимов обработки на качество торца ролика установлено:

- наибольшее влияние на радиус сферы торца оказывает частота вращения и скорость подачи ролика;

- важным показателем процесса шлифования сферического торца является суммарное количество оборотов ролика в зоне шлифования;

- получены эмпирические зависимости радиуса сферы от частоты вращения и скорости подачи роликов;

- рекомендованные оптимальные режимы (для роликов 6-7705У) апробированы в производственных условиях изготовления тел качения и показали хорошие результаты.

шлифование сферический торец ролик

Литература

1. Михайлова Л.Н. Исследование шлифование сферических поверхностей с целью повышения стабильности процесса//Научные перспективы XXI века. Достижения и перспективы нового столетия: материалы XII международной научно-практической конференции (Россия, г. Новосибирск, 19-20.06.2015 г.). - Новосибирск, Международный Научный Институт «Educatio», №5(12), 2015. - С.77-81.

2. Михайлова Л.Н. Износ фасонного круга при непрерывном сферическом шлифовании//Высокие технологии в машиностроении: материалы Всерос. научно-технической интернет - конференции с междунар. участием (г. Самара, 17-20.11.2010 г.). - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2010. С.49-50.

Размещено на Allbest.ru