Совершенствование технологического процесса совмещенной размерной электрохимической обработки с суперфинишированием на основе нормирования и стабилизации параметров профиля инструмента

• Автор: Точилина, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Введение
К современным механизмам и машинам предъявляются высокие требования в отношении их быстроходности, долговечности, грузоподъемности и надежности.
Увеличение чисел оборотов и мощностей современных машин при одновременном снижении их веса в значительной степени зависит от состояния подшипников, грузоподъемности и срока их служба при заданных условиях работы. Поэтому в развитии машиностроения и приборостроения подшипниковая промышленность занимает одно из важнейших мест.
В связи с этим проводятся большие работы по дальнейшему совершенствованию технологических процессов на базе новой техники, передовой технологии, автоматизации и механизации.
Развитие современной технологии производства подшипников качения приобретает особое значение в связи с проблемами качества, производительности труда и экономики.
В настоящее время в машиностроении, как и в подшипниковой промышленности, используют большое количество самых разнообразных средств и методов достижения заданного качества деталей. Требования к надежности отдельных узлов и деталей машин все возрастают, и в связи с чем в машиностроении сал вопрос как повысить качество изделия, снизить трудоемкость и себестоимость изготовления.
Применение новых конструкционных материалов зачастую не дает большого эффекта, так как в настоящее время детали машин могут изготавливаться из материала более твердого, чем режущий инструмент, а значит и более хрупкого, подверженного при обработке хрупкому разрушению.
Альтернативой резанию выступают литье, травление, пластическое деформирование, порошковая металлургия.
Однако, затраты при осуществлении этих операций соизмеримы с затратами на механическую обработку резанием.
Необходим другой, более качественный и дешевый метод изготовления деталей. В этой роли в настоящее время выступает такой метод как электрохимическая обработка, ультразвуковая обработка и пр. Особое внимание уделяется совершенствованию технологии обработки на окончательных операциях изготовления деталей подшипника.
Кольца подшипников качения являются наиболее металлоёмкими и трудоёмкими деталями в подшипниковом производстве. Эксплуатационные требования, предъявляемые к этим деталям, предопределяют выбор исходного металла для их изготовления. Кольца подшипников должны обладать высоким сопротивлением пластическим деформациям в условиях контактных напряжений, высокой контактной выносливостью и износостойкостью.
Традиционная обработка дорожек качения колец подшипников заключается в токарной обработке, шлифовании, чистовом шлифовании и суперфинишировании. Однако существующие методы предсуперфинишной обработки не обеспечивают требуемой одноразмерности деталей, не позволяют получать нестандартные профили, создают в поверхностном слое микротрещины, приводящие к возникновению напряжений, что в свою очередь снижает долговечность готовых колец.
Наибольшие сложности в производстве прецизионных изделий вызывает технология чистового шлифования деталей небольших типоразмеров, так как при этом возникает необходимость использования дорогостоящего высокоскоростного технологического оборудования, опасность, повышенный износ шлифовального круга и большие затраты времени и средств на его правку.
Для устранения недостатков существующей технологии производства подшипников качения и других прецизионных изделий возможна замена операции чистового шлифования формообразующей электрохимической обработкой.
Электрохимическая обработка обеспечивает высокое качество поверхностного слоя детали, возможность получения деталей со сложным профилем,

высокая повторяемость форм обработанных поверхностей, простоту переналадки технологического оборудования и эффективность в условиях серийного производства, что нашло применение в авиационной промышленности и других отраслях народного хозяйства. Все это, а так же многочисленные публикации на данную тему позволяют сделать вывод об актуальности исследований в этой области.
Наибольшие затраты на обработку прецизионных деталей машин, в частности, деталей подшипников, приходятся на шлифовальные операции. Для шлифования характерны дорогостоящее оборудование и инструмент, продолжительное время обработки, высокие потери от брака. Шлифование деталей подшипников характеризуется также практическим отсутствием установившихся режимов обработки. Нестабильность переходных режимов обработки приводит к размерному браку и к невыявляемым в условиях производства термическим повреждениям обрабатываемых поверхностей. Отклонения качества поверхностей вызывают неприемлемый для современного потребителя разброс эксплуатационных свойств подшипников.
Наиболее эффективным средством повышения точности и производительности процесса обработки подшипников качения является замена операции чистового шлифования формообразующей электрохимической обработкой с использованием электрода инструмента с корректированным профилем. Однако, в настоящее время проблема получения при электрохимическом способе размерной обработки профиля детали с заданными геометрическими параметрами и наименьшей погрешностью обработки остается не изученной. Поэтому возникла необходимость и исследования влияния профиля электрода инструмента при электрохимической обработке и разработки технологических рекомендаций включающих нормирование параметров процесса электрохимической обработки, в том числе и величины коррекции профиля инструмента.

Выражение (2.1) в неявном виде определяет зависимость съема металла от времени, так как величина искомого съема металла стоит и в левой и в правой части равенства, где
с1ц - элементарный съем металла,
Ат - промежуток времени,
1Х - рабочая длина инструмента на участке х,
с1х0 - начальный диаметр,
дхо - начальный зазор,
qxт - съем металла на участке х,
т - время обработки,
V - скорость движения инструмента.
2.2 Зависимость времени обработки при ЭХО от величины снимаемого припуска.
Предположим скорости вращения детали и перемещения инструмента равны нулю. Разобьем время обработки детали на к равных промежутков времени Аг.
Тогда съем металла в точке (х/, у;) в линейных единицах за промежуток времени Ар.