Механики XXI веку №15 2016

Механики XXI веку. №15 2016 г.

УДК 621.923.1

Параметрический синтез двухзонных абразивных инструментов

Вайнер Л.Г.

Тихоокеанский государственный университет, ул. Тихоокеанская, 136, г. Хабаровск, 680035, Россия

lgvainer@mail.ru

Ключевые слова:

двусторонняя торцешлифовальная обработка, двухзонный абразивный

круг, структура цикла шлифования, геометрические параметры

Статья посвящена двусторонней торцешлифовальной обработке – производительному и распро-

страненному методу обработки деталей с параллельными торцовыми поверхностями, включая кольца и роли-

ки подшипников качения. Представлены результаты теоретических исследований по оптимизации конструк-

ции шлифовального инструмента. Разработана методика синтеза геометрических характеристик оригиналь-

ных двухзонных шлифовальных кругов для двусторонней обработки торцов деталей. Размеры кольцевых зон

определяются, исходя из геометрических параметров наладки станка, формы шлифовальных кругов и задан-

ного соотношения между снимаемым черновым припуском и общим припуском, снимаемым за один проход

заготовки, при условии реализации черновой и чистовой обработки всей поверхности торца заготовки строго

в пределах каждой кольцевой зоны. Показана возможность управления структурой циклов чернового и чисто-

вого шлифования во время одного прохода заготовки. Предложенные рекомендации направлены на повышение

производительности и качества обработки.

Двустороннее торцешлифование относится к числу наиболее производительных операций об-

работки деталей машин, в частности колец и роликов подшипников качения, и должно обеспечить

требуемые геометрические размеры и качество обработанных поверхностей при высокой стойкости

абразивного инструмента [1].

Выполнение перечисленных требований в значительной степени определяется устойчивостью

формы рабочей поверхности шлифовальных кругов (ШК) [2 – 5].

В наших предыдущих исследованиях [6] было доказано, что увеличение и выход за пределы

допустимых значений погрешностей, начиная с некоторого критического значения времени обработ-

ки партии колец подшипников, связано с недопустимым изменением формы рабочих поверхностей

ШК. Результаты математического моделирования и экспериментального исследования показали, что

наибольшему износу подвержена внутренняя область поверхности ШК 0<

. Недопустимое из-

менение формы ШК приводит к нарушению заданной рациональной структуры цикла шлифования,

что влечет за собой потерю точности обработки.

На основании результатов исследования трансформации рабочей поверхности предложена и

принята к реализации на ОАО «Волжский подшипниковый завод» в качестве одной из стратегий тех-

нологического управления процессом обоснованное увеличение твердости внутренней части рабочей

торцовой поверхности ШК. Разработана [7] и внедряется в производство инновационная конструкция

двухзонного ШК с расположением границы кольцевых зон по окружности радиуса

Применение двухзонного ШК открывает и другую технологическую возможность – разделе-

ние зоны шлифования на два участка, сформированных из абразивных материалов с разными харак-

теристиками, соответствующими черновой и чистовой обработке. Подбор наиболее рациональных

характеристик абразивных материалов для объединенных в одном проходе циклов чернового и чис-

тового шлифования позволяет повысить точность и качество обработанных поверхностей. Совмеще-

ние циклов черновой и чистовой обработки введет к повышению производительности обработки в 1,3

- 2,5 раза [8].

Таким образом, синтез геометрических характеристик двухзонного ШК является актуальной

научно-производственной задачей. В данной работе приводится описание оригинальной конструкции

двухзонного ШК для двусторонней торцешлифовальной обработки и предлагается методика опреде-

ления его геометрических характеристик, исходя из требуемых параметров съема припуска и задан-

ной формы рабочих поверхностей ШК.

Угловое положение и форма ШК должны обеспечивать постепенное уменьшение скорости

съема припуска с торцов детали при ее перемещении по круговой траектории от момента касания

шлифовальных кругов в точке

до окончания съема припуска в точке

(рис. 1).