Повышение точности бесцентрового шлифования колец подшипников минимизацией погрешностей базирования на основе статистического моделирования

• Автор: Горшков, Виктор Валерьевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 176 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИ
БЕСЦЕНТРОВОМ ШЛИФОВАНИИ
1.1. Разновидности бесцентрового шлифования
1.2. Особенности оборудования для бесцентрового шлифования
1.3. Анализ известных подходов к повышению точности при бесцентровом шлифовании на неподвижных опорах
1.4. Постановка цели и задач исследований
2. ИССЛЕДОВАНИЕ БАЗИРОВАНИЯ ПРИ БЕСЦЕНТРОВОМ ШЛИФОВАНИИ НА НЕПОДВИЖНЫХ ОПОРАХ
2.1. Математическая модель базирования на неподвижных опорах
2.2. Алгоритмическое и программное обеспечение для оценки точности бесцентрового базирования
2.3. Анализ погрешностей базирования на неподвижных опорах
2.4. Исследование силовых ограничений при бесцентровом шлифовании
2.5. Выводы
3. ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМАЛЬНОЙ НАЛАДКИ СТАНКА
3.1. Применение статистического моделирования Монте-Карло при бесцентровом шлифовании на неподвижных опорах
3.2. Статистическое моделирование входных данных при бесцентровом шлифовании на неподвижных опорах
3.3. Исследование законов распределения коэффициента базирования
3.4. Оптимизация базирования и практические рекомендации по наладке станка
3.5. Выводы
4. ИЗМЕРЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ ФОРМЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИ БЕСЦЕНТРОВОМ ШЛИФОВАНИИ
4.1. Особенности бесцентрового измерения поперечного профиля деталей
4.2. Модель бесцентрового измерения отклонения от круглости
4.3. Анализ методической погрешности и оптимизация процесса бесцентрового измерения
4.4. Выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Методика проведения эксперимента
5.2. Определение погрешности измерения. Расчёт минимального числа опытов
5.3. Исследование законов распределения отклонения поперечного сечения детали
5.4. Корреляционный и регрессионный анализ
5.5. Практическая реализация оптимальной наладки станка
5.6. Выводы
Заключение
Литература
Приложения

В настоящее время бесцентровое шлифование с поперечной подачей широко применяется в подшипниковой промышленности для обработки наружных и внутренних поверхностей колец. Дальнейшему эффективному использованию бесцентровых круглошлифовальных станков в массовом производстве способствуют сравнительная простота их конструкции, высокая точность обработки и возможность полной автоматизации. Вместе с тем наладка данного оборудования представляет собой достаточно сложную задачу.
Современное машиностроение постоянно повышает требования к точности размера, формы и расположения поверхности деталей. Наиболее сложно обеспечить малые отклонения формы. Особые трудности возникают при обработке колец прецизионных подшипников с допуском на отклонение от круглости менее 0,002 мм. В этом случае помимо традиционных составляющих погрешности (упругие перемещения, тепловые деформации, вибрация, износ инструмента и т. д.) существенный вклад вносит наследственная доля погрешности формы (до 35%).
Теоретические основы проектирования и наладки бесцентровых шлифовальных станков были заложены в 60-70-е годы XX века в трудах таких учёных, как И.Д. Гебель, Ю.В. Дубровский, И.Б. Колтунов, В.А. Романов, В.П. Филькин и другие, и до сих пор не претерпели принципиальных изменений. Однако опыт эксплуатации подобных станков показал, что зачастую необходимые показатели точности не обеспечиваются. Это во многом объясняется тем, что при наладке станков не учитывается стохастический характер отклонений формы базирующей поверхности заготовок в партии.
Известными методами повышения точности являются повышение качества технологической системы, подавление возмущающих факторов и управление ходом технологического процесса. Первые два направления достаточно

формы в виде отдельных гармоник, установил, что наиболее характерными являются овальная и трехгранная формы. При произвольном сочетании гармоник профиля траектория принимает сложную форму, а принцип суперпозиций не выполняется.
5. Исследования показали, что при неизвестных «априори» отклонениях формы заготовки для минимизации гармоник 2, 3, 4 и 5 по критерию точности базирования, оптимальная наладка угла между неподвижными опорами располагается в диапазоне 78... 109°.
6. Бесцентровый шлифовальный станок целесообразно налаживать на определённую партию заготовок с вероятностным законом распределения погрешностей формы (амплитуда и фаза гармоник), а задачу оптимизации углов опор решать на основе статистического моделирования.