Технологічне забезпечення параметрів якості поверхонь обертання кілець роликопідшипників на операціях механічного оброблення

Abstract

Дисертаційна робота присвячена розробці науково-прикладних основ технологічного забезпечення параметрів якості базових поверхонь зовнішніх кілець для покращення і стабілізації експлуатаційних характеристик роликопідшипників. Теоретично обґрунтовано функціональні зв’язки між кінематичними особливостями технологічного устаткування, режимами токарних та безцентровошліфувальних операцій формоутворення, характеристиками різального інструменту, показниками процесу формоутворення й параметрами мікро – та макрогеометрії оброблених поверхонь обертання. Розроблена методика моделювання амплітудних і крокових параметрів мікрорельєфу оброблених поверхонь обертання на токарних та безцентровошліфувальних операціях, що дало змогу ще на стадії проектування технології прогнозувати параметри шорсткості, хвилястості та точності, і тим самим, забезпечити можливість технологічного керування експлуатаційними властивостями кілець. Встановлені взаємозв’язки між частотами вигинаючих та крутних коливань шпинделя шліфувального круга, режимами шліфування і конструктивними особливостями переривчатих шліфувальних кругів та параметрами мікрогеометрії шліфованих поверхонь. На основі виконаних теоретичних та експериментальних досліджень розроблені номограми вибору раціональних режимів шліфування, конструктивних параметрів переривчатих шліфувальних кругів та параметрів інструментального налагодження для безцентровошліфувальних операцій оброблення базових поверхонь кілець на круглошліфувальних автоматах SASL 5D. Вдосконалено технологію формоутворення базових поверхонь зовнішніх кілець роликопідшипників за рахунок технологічного керування параметрами мікрорельєфу. Для проведення високопродуктивних безцентровошліфувальних операцій чорнового і напівчистового шліфування базових поверхонь обертання зовнішніх кілець роликопідшипників запропоновано і впроваджено у діюче виробництво безцентрове шліфування поверхонь обертання. Подані практичні рекомендації в діюче підшипникове виробництво щодо впливу структури і зернистості переривчатих шліфувальних кругів на параметри мікрогеометрії поверхні.

Диссертационная работа посвящена разработке научно-прикладных основ технологического обеспечения параметров качества базовых поверхностей наружных колец для улучшения и стабилизации эксплуатационных характеристик роликоподшипников. Теоретически обосновано функциональные связи между кинематическими особенностями технологического оборудования, режимами токарных и безцентровошлифовальных операций формообразования, характеристиками инструмента, показателями процесса формообразования и параметрами микро - и макрогеометрии обработанных поверхностей вращения. Разработана методика моделирования амплитудных и шаговых параметров микрорельефа обработанных поверхностей вращения на токарных и безцентровошлифовальных операциях, что позволило еще на стадии проектирования технологии прогнозировать параметры шероховатости, волнистости и точности, и тем самым обеспечить возможность технологического управления эксплуатационными свойствами колец. В первом разделе на основании анализа литературных источников, производственных дефектов колец и заготовок колец подшипников установлено, что существующие технологии не в полной мере обеспечивают необходимую производительность и качество изготовления подшипников в условиях серийного переналаживаемого подшипникового производства. На основе обобщения результатов многих исследований приведена качественная характеристика влияния технологических факторов обработки резанием, на показатели качества поверхности, и эксплуатационные свойства колец. Во втором разделе проведено моделирование связей параметров микрорельефа поверхности с технологическими факторами операций формообразования. Моделированием взаимосвязей операций механической обработки при формообразовании базовых поверхностей колец роликовых подшипников установлено, что погрешности формы (огранка) и волнистость дорожек качения формируются на токарных операциях, а окончательно устанавливаются на финишных операциях чернового и чистового шлифования. В третьем разделе проведены экспериментальные исследования связей параметров микрорельефа с технологическими факторами токарных операций. Разработана методика проведения экспериментальных исследований. Предложенная методика моделирования параметров микротопографии позволила, наряду с волнистостью и шероховатостью, моделировать некруглость поверхности, что весьма важно для прогнозирования погрешностей формы рабочих поверхностей колец роликовых подшипников. В четвертом разделе проведены исследования динамических характеристик процесса бесцентрового шлифования на автомате SASL 5D для шлифования базовой поверхности наружного кольца прерывистыми и сплошными шлифовальными кругами. Проведены экспериментальные исследования жесткости упругой системы шлифовального станка SASL 5D в горизонтальной плоскости датчиками пьезоускорений при шлифовании сплошными и прерывистыми кругами с различными геометрическими параметрами. В пятом разделе представлено прикладное использование результатов исследований для технологического обеспечения качества базовых поверхностей вращения колец в процессе изготовления роликоподшипников. На основе зависимостей, выведенных в результате исследований, установлено влияние технологических факторов процесса на амплітуду колебаний упругой системы, что важно для понимания процесса формирования качества поверхностного слоя и управление им.

Dissertation work is sacred to development of the scientifically-applied bases of the technological providing the parameters of quality of base surfaces of external rings for an improvement and stabilizing of operating descriptions of roller-bearings. In theory functional copulas are reasonable between the kinematics features of technological equipment, by the modes of lathe and centerless polishing operations of form-making, by descriptions of cutting instrument, indexes the process of form-making and parameters micro - and to macro-geometry of the treated surfaces of rotation. Worked out methods of design the peak and foot-pace parameters of micro-relief of the treated surfaces of rotation on lathe and centerless polishing operations, that enabled yet on the stage of planning the technology to forecast the parameters of roughness, waviness and exactness, and the same, to provide possibility of technological management of rings operating properties. Set intercommunications between frequencies of curving and twisted vibrations the spindle of polishing circle, by the polishing modes and structural features of irregular polishing circles and parameters of micro-geometry of the polished surfaces. On the basis of the executed theoretical and experimental researches the worked out nomograms of choice of the rational modes of polishing, structural parameters of irregular polishing circles and parameters of the instrumental adjusting are for the centerless polishing operations of treatment the base surfaces of rings on the round-polishing automats of SASL 5D. Technology of form-making of base surfaces of external rings of roller-bearings is improved due to the technological management of micro-relief parameters. For realization of high-performance centerless polishing operations of the draft and semi-clean polishing of base surfaces of rotation the external rings of roller-bearings it is offered and applied in operating industry centerless polishing the surfaces of rotation. Given practical recommendations in an operating bearing production in relation to influence of structure and grittiness of irregular polishing circles on the parameters of micro-geometry of surface.