Введение к работе
Актуальность работы. Для подшипниковой промышленности особую актуальность имеют работы по совершенствованию существующих и разработке новых методов обработки деталей подшипников, которые способствуют созданию прогрессивной технологии и" высокопроизводительного оборудования, позволяющих повысить качество подшипников.
Наиболее целесообразным методом окончательной обработки, эффективно увеличивающим несущую поверхность и исправляющим погрешности геометрической формы поверхности деталей з поперечном сечении, является суперфиниширование, освещенное в работах И.М.Броз-голя, Д.Г.Евсеева, 3.И.Кременя, А.В.Королева и других отечественных и зарубежных ученых. Метод многобрускового суперфиниширования поверхности качения колец подшипников, где обработка ведется одновременно несколькими абразивными брусками, расположенными вокруг обрабатываемой поверхности, прижатыми к ней с определенной силой и установленными в единой инструментальной головке с возможностью поворота на небольшой угол относительно детали, разработан в СГТУ под руководством профессора А.В.Королева и реализован на автоматах МДА-92. Он является перспективным для внутренних колец роликовых подшипников и обеспечивает возможность целенаправленного изменения профиля обрабатываемой поверхности вдоль образующей. В работах А. В. Королева и 0.Ю.Давиденко, где основное внимание было уделено анализу влияния технологических факторов на параметры точности обработанной поверхности при многобрусковом суперфинишировании, доказано, что придание дорожкам качения роликовых подшипников выпуклого профиля повышает их долговечность в несколько раз. Для более полного анализа формирования параметров точности поверхности качения (в частности, конусности и симметричности выпуклости профиля в осевом сечении) требуется более детальное исследование влияния геометро-кинематических факторов формообразования (взаимное расположение и траектория относительного движения инструмента и детали) и тепловых процессов в станке. Использование современных вычислительных средств позволяет комплексно проанализировать процесс формообразования по всем основным факторам, моделировать многобрусковое суперфиниширование на ЭВМ, что значительно снижает расходы на разработку и повышает наглядность получаемых моделей.
Цель работы - обеспечение качества многобрускового суперфиниширования поверхностей качения внутренних колец цилиндрических роликовых подшипников на основе минимизации геометро-кинематических погрешностей формообразования и экспериментально-аналитического обоснования целесообразного режима обработки.
Методы и средства исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием математического аппарата матрично-век-торных преобразований и компьютерного моделирования, соответствующих разделов теорий вероятностей и математической статистики.
Экспериментальные исследования выполнены в производственных условиях с использованием современных средств измерения параметров точности деталей и теплового поля станков, вычислительных средств, с применением статистического метода планирования эксперимента, корреляционного и регрессионного анализа, методики автоматического распознавания конкретного закона распределения значений точностных параметров детали.
Научная новизна. Установлена взаимосвязь макро- и микрогеометрических параметров точности поверхности качения колец подшипников при многобрусковом косоугольном суперфинишировании с геометро-кинематическими факторами процесса формообразования на основе применения математического аппарата матрично-векторных преобразований, компьютерного моделирования и оценки исправляющих свойств способа обработки с учетом стохастической связи и законов распределения погрешностей обработанных деталей.
Практическая ценность и реализация работы. Создание методического, алгоритмического и программного обеспечения автоматизированного моделирования формы профиля поверхности качения колец подшипников в осевом сечении в процессе формообразования при косоугольном суперфинишировании на автоматах МДА-92, с учетом погрешностей относительных перемещений детали и инструмента и временной зависимости параметров обработки.
Экспериментально установлено влияние геометро-кинематических и технологических факторов, а также тепловых деформаций станка при суперфинишировании на выходные параметры точности: несимметричность выпуклого профиля, конусность, шероховатость, некруг-лость и волнистость поверхности качения.
Реализована методика корректировки взаимного расположения инструментальной головки и детали, минимизирующая геометро-кине-
атические погрешности формообразования, при суперфинишировании-на
ЦА-92'~и"обеспечивающая заданные макро- и микрогеометрические па-аметры точности поверхности качения при косоугольном суперфини-кровании.
Реализована автоматизированная методика сравнительного ана-лза точностных характеристик суперфинишных станков по интеграль-м статистическим показателям (коэффициентам исправления), кото-ая позволяет проанализировать работу суперфинишного станка и эавнить его по коэффициентам исправления с другими моделями ганков, реализующими суперфинишную обработку поверхностей начета колец подшипников, а также определить их эффективность в ус-эвиях эксплуатации.
Внедрение результатов осуществлено в ОАО Саратовский подшип-жовый завод на суперфинишных автоматах МДА-92 при обработке по-эрхностей качения внутренних колец циллиндрических роликовых щшпников 12215-02, 12212-02, 42212-02. При настройке станков ) разработанной методике и стабилизации их теплового режима зеспечиваются заданные параметры качества обработанной поверх-
)СТИ.
Внедрение предложенной методики интегральной оценки исправ-їющих сзойств позволило сравнить суперфинишные станки МДА-92, 1-3, СДРМ-150 и ЛЗ-261 по основным выходным параметрам деталей.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывать и обсуждались на Международной конференции "Точность автома-[зированных производств" (г.Пенза 1997 г.), на научно-техничес-ій конференции "Современные технологии в машиностроении" (г.Пен-. 1997 г.), на научно-технической конференции "Процессы абразив-'й обработки, абразивные инструменты и материалы" (г. Волжский, '97 г.), на заседаниях кафедры "Металлорежущие станки и инстру-нты" Саратовского государственного технического университета и :егодных научно-технических конференциях СГТУ в 1994-1998 гг.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 10 бот.
Объел! и структура диссертации. Работа состоит из введения, тырех глав, заключения, списка литературы и приложений, включа-127 страниц машинописного текста, 34 таблицы, 46 рисунков и 15 шюжений.