Прикладная теория контактного взаимодействия упругих тел и создание на ее основе процессов формообразования опор трения-качения с рациональной геометрией

• Автор: Королев, Андрей Альбертович
• Шифр специальности: 01.02.06, 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 379 с. : ил

1.1. Системный анализ современного состояния и тенденций

в области совершенствования упругого контакта тел сложной формы

1.1.1. Современное состояние теории локального упругого контакта

тел сложной формы и оптимизации геометрических параметров контакта

1.1.2. Основные направления совершенствования технологии шлифования рабочих поверхностей опор качения сложной формы.

1.1.3. Современная технология формообразующего суперфиниширования

поверхностей вращения .,

1.2. Задачи исследований.

ГЛАВА 2.МЕХАНИЗМ УПРУГОГО КОНТАКТА ТЕЛ

СЛОЖНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ.

2.1. Механизм деформированного состояния упругого

контакта тел сложной формы.
2.2. Механизм напряженного состояния области контакта упругих тел сложной формы
2.3. Анализ влияния геометрической формы контактирующих тел на
параметры их упругого контакта.
Выводы.
ГЛАВА 3. ФОРМООБРАЗОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ДЕТАЛЕЙ НА ОПЕРАЦИЯХ
ШЛИФОВАНИЯ.
3.1. Формообразование геометрической формы деталей вращения шлифованием наклонным к оси детали кругом
3.2. Алгоритм и программа расчета геометрической формы деталей на операции шлифования наклонным кругом и напряженнодеформационного состояния области ее контакта с упругим телом в виде шара.
3.3. Анализ влияние параметров процесса шлифования наклонным кругом
на опорную способность шлифованной поверхности
3.4. Исследования технологических возможностей процесса шлифования наклонным к оси заготовки шлифовальным кругом и эксплуатационных
свойств подшипников, изготовленных с его применением
Выводы
ГЛАВА 4. ОСНОВЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРОФИЛЯ ДЕТАЛЕЙ
НА ОПЕРАЦИЯХ СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ.
4.1. Математическая модель механизма процесса формообразования
деталей при суперфинишировании
4.2. Алгоритм и программа расчета геометрических параметров обработанной поверхности
4.3. Анализ влияния технологических факторов на параметры
процесса формообразования поверхности при суперфинишировании
Выводы
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗУЮЩЕГО СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ
5.1. Методика экспериментальных исследований и обработки экспериментальных данных
5.2. Регрессионный анализ показателей процесса формообразующего суперфиниширования в зависимости от характеристики инструмента
5.3. Регрессионный анализ показателей процесса формообразующего суперфиниширования в зависимости от режима обработки
5.4. Общая математическая модель процесса формообразующего суперфиниширования
5.5. Работоспособность роликовых подшипников с рациональной
геометрической формой рабочих поверхностей.
Выводы.
ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
6.1. Совершенствование конструкций опор трениякачения.
6.2. Способ шлифования колец подшипников.
6.3. Способ контроля профиля дорожек качения колец подшипников
6.4. Способы суперфиниширования деталей типа колец сложного профиля
6.5. Способ комплектования подшипников с рациональной геометрической
формой рабочих поверхностей
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ПРИНЯТЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Р коэффициент Пуассона,
Е модуль упругости, кГмм2
а размер малой полуоси эллиптической площадки контакта, мм
Ь размер большой полуоси эллиптической площадки контакта, мм
5 сближение упругих тел, мм
Х,У вертикальное перемещение точек контактирующих упругих тел в
зоне контакта
е эксцентриситет эллиптической площадки контакта
пит показатели степенных функций начального зазора между
контактирующими телами в главных сечениях контактирующих тел р внешняя нормальная сжимающая нагрузка, Я
ЯХУ напряжение в точке площадки контакта, МПа
яу величина линейного съема бруском с обрабатываемой детали, мм
Р радиус рабочей поверхности бруска, мм
а угол наклона шлифовального круга, градус
Я радиус шлифовального круга, мм
г радиус рабочей поверхности шлифовального круга, мм
Р давление стружки и шлама, которые остаются между зернами бруска
на заготовку, Н
Рг сила резания бруска, Я
6 5 объем шлака и стружки в межзерновом пространстве бруска, мм3
К2 коэффициент засаливаемости бруска
Я длина обрабатываемой поверхности, мм.
ВВЕДЕНИЕ


Для этого, кроме вращательного движения скобы 3, в результате которого острие иглы в какойто момент времени получит в направлении перемещение 5, необходимо площадке 5, на которой смонтирована скоба, сообщить дополнительное поступательное перемещение 0 i ф с таким расчетом,
Рис. ТТ. Аналогичное приспособление было разработано и для гиперболического профиля желоба. Особенностью этих приспособлений является наличие у них двух взаимосвязанных движений правящей головки вращательного и корректирующего, что является нежелательным при профилировании таких ответственных поверхностей, как дорожки качения шарикоподшипников. Еще более значительные трудности вызывает обработка желоба сложного профиля, когда средняя часть профиля колец представляет собой участок постоянной кривизны, а периферийные участки сопряженные с центральным участком дуги переменной кривизны. Обеспечить необходимую точность профиля с таким сложным сочетанием кривых и имеющего две точки перегиба существующими технологическими средствами не представляется возможным. Подводя итог, можно сделать вывод о том, что формирование профилей желобов шарикоподшипников осуществляется главным образом на стадии шлифования. При этом используются, как правило, два основных метода шлифования фасонных поверхностей профилированным шлифовальным кругом врезанием по методу копирования и по методу кинематического воспроизведения поверхности заготовки сложной формы шлифовальным кругом простой формы. Предложенные в работе 1,2 конструкции желобов колец шарикоподшипников не получили широкого распространения не только изза отсутствия соответствующей теоретической базы для целенаправленного анализа параметров контакта поверхностей дорожек и тел качения, но и потому, что в настоящее время нет достаточно точных и экономически целесообразных методов профилирования шлифовальных кругов. Кинематическое же воспроизведение предложенных профилей желобов, очевидно, еще более затруднительно, так как потребует коренной модернизации существующего станочного парка. Как отмечалось выше, процесс шлифования имеет определенные недостатки, которые не позволяют его использовать для окончательной обработки ответственных поверхностей деталей, какими являются рабочие поверхности опор качения. При любых способах шлифования погрешность формы обрабатываемой заготовки обусловлена неравномерным износом инструмента ,4 и др. Поэтому для достижения высокой точности профиля заготовки необходимо часто править шлифовальный круг, что повышает стоимость операции. Кроме того, в процессе шлифования развиваются высокие температуры, вызывающие неблагоприятные структурные превращения в поверхностном слое шлифуемой поверхности ,7,2,3,3. При шлифовании также сложно обеспечить требуемые для прецизионных изделий типа колец подшипников качения значения шероховатости и волнистости поверхности 9 и др. Однако окончательная обработка таких поверхностей на практике вызывает серьезные трудности. Основным методом окончательной обработки рабочих поверхностей деталей подшипников является суперфиниширование ,,,,0, 8,9,4,5,8,4,1,0 и др. Наиболее широкое применение получило так называемое традиционное суперфиниширование, при котором абразивный брусок прижимается к вращающейся заготовке и совершает осциллирующие движения вдоль профиля обрабатываемой поверхности. По этой схеме до настоящего времени работает большинство отечественных моделей суперфинишных автоматов ЛЗ, ЛЗ2, ЛЗ3 и др. Эрнст Теленхауз ФРГ, Супфина ФРГ и др. Абразивный брусок при суперфинишировании прижимается к обрабатываемой поверхности всей своей рабочей поверхностью. Поэтому рабочая поверхность бруска после некоторого времени работы забивается стружкой и шламом и перестает снимать припуск. Однако вследствие наличия на поверхности абразивного бруска пор суперфиниширование позволяет удалять с поверхности заготовки дефектные слои металла и более интенсивно исправлять такие погрешности геометрической формы заготовки, как волнистость и шероховатость. С целью повышения съема металла операция суперфиниширования обычно осуществляется в два или даже в три технологических перехода 9,4,5,0,9,0 и др.