Повышение эффективности и качества формообразования полых тонкостенных шаров бесцентровым шлифованием

• Автор: Бочкарев, Антон Петрович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Анализ современного уровня способов и устройств для обработки сферических тел качения
1.2 Способ формообразующего бесцентрового шлифования шаров на проход
1.3 Цель и задачи исследований
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРИ БЕСЦЕНТРОВОМ ШЛИФОВАНИИ ПОЛЫХ ШАРОВ
2.1. Обеспечение условия формообразования сферической поверхности
2.2. Условия повышения эффективности исправления погрешностей формы при бесцентровом шлифовании шаров
2.3. Взаимодействие заготовки со шлифовальным кругом при бесцентровом шлифовании шаров
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Объект исследования
3.2 Экспериментальная установка
3.3 Методика планирования одно- и многофакторных экспериментов и обработки экспериментальных данных
3.4 Выводы
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Анализ влияния технологических факторов на показатели качества изготовления полых шаров при бесцентровом шлифовании

4.2 Регрессионные зависимости показателей эффективности процесса бесцентрового шлифования полых шариков от технологических факторов
4.3 Оптимизация условий обработки полых шаров способом бесцентрового шлифования
4.4 Выводы
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ БЕСЦЕНТРОВОГО ШЛИФОВАНИЯ ПОЛЫХ ШАРОВ. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Практические рекомендации по использованию технологии бесцентрового шлифования полых шаров в серийном производстве
5.2 Расчет технико-экономической эффективности использования результатов исследования при производстве полых шаров в серийном производстве
5.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Современное состояние машиностроительного производства характеризуется повышением частоты сменяемости выпускаемой продукции, расширением широты номенклатуры изделий, требованиями сокращения длительности производственного цикла и обеспечения качества продукции. Удовлетворение этим задачам в области технологической подготовки производственных систем возможно только при условии, если техническому проектированию предшествуют глубокие технологические разработки.
Значительную технологическую трудность в машиностроении представляет обработка точных сферических поверхностей, рабочих поверхностей подшипников.
Шарики подшипников качения относятся к группе деталей, имеющих своей поверхностью сферу высокой точности. Повышение качества изготовления шариков, наряду с другими проблемами производства подшипников качения, имеет очень важное значение, так как шарики имеют наиболее высокую удельную нагруженность в эксплуатации по сравнению с другими деталями подшипника.
В настоящее время ведётся поиск новых материалов, разрабатываются новые конструкции подшипников. Одним из направлений усовершенствования конструкций подшипников является появление подшипников с полыми шариками, которые позволяют значительно снизить давление на наружное кольцо подшипника при высокой частоте вращения. Применение таких полых шариков качения наиболее целесообразно в конструкциях воздушно-летательных аппаратов, подводном флоте, что позволяет существенно снизить вес воздушного судна.
Однако, широкое использование пустотелых шариков в настоящее время сдерживается относительно высокой стоимостью, низкой производительностью и низким качеством их изготовления. Полые шарики имеют меньшую жёсткость, по сравнению со сплошными, а значит, обладают большей податливо-

собой отклонения формы, и их взаимодействие со шлифовальным кругом. Однако это обстоятельство делает процесс такого бесцентрового шлифования са-мозатухающим. В самом деле: чем меньше погрешности формы сферы (неровности), тем менее сильны их взаимодействия с инструментом, тем менее активно ведет себя заготовка в зоне шлифования. При достижении некоторой критически малой величины неровностей процесс их дальнейшего исправления прекращается. В этой работе авторы определили этот «барьер» исправляющей способности процесса в 7-10 мкм. При обработке прецизионных сферических деталей этого недостаточно.
Кроме того, описанная схема не позволяет организовать непрерывную обработку партии заготовок на проход, что, вообще говоря, является одним из самых больших достоинств метода бесцентрового шлифования. Это вынуждает применять специальные устройства загрузки-выгрузки шаров, что снижает производительность процесса.
Предложен способ, развивающий описанный процесс и, в значительной степени, совершенствующий его. Предлагаемый способ сочетает в себе возможности кинематического и динамического регулирования положения шара в зоне обработки.
С целью рассмотрения кинематики движения шара сделаем следующие допущения.
1. Поверхности граней канавки, выполненной на ведущем круге - абсолютно гладкие, не содержат шероховатостей и погрешностей формы;
2. Профиль канавки примем симметричным;
3. Шлифовальный круг своим силовым воздействием не искажает картину кинематических связей;
4. Между ведущим кругом и заготовкой отсутствует проскальзывание;
5. Опорная поверхность ножа абсолютно параллельна оси ведущего круга, не имеет шероховатости и погрешностей формы.
На рис. 2.1 схематично изображено номинальное положение шара в зоне шлифования при условии превышения уровня расположения его центра над