Форма профиля припуска желоба наружных колец шарикоподшипников Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621

М.К. Решетников, И.П. Одиноков, Д.А. Бредихин ФОРМА ПРОФИЛЯ ПРИПУСКА ЖЕЛОБА НАРУЖНЫХ КОЛЕЦ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ

Показано влияние профиля заготовки на величину припуска профиля желоба колец подшипников в направлении подачи шлифовального круга. Доказано, что наибольшее влияние на величину припуска оказывает смещение оси желоба заготовки относительно оси кольца.

Припуск, желоб, кольцо, подшипник.

M.K. Reshetnikov, I.P. Odinokov, D.A. Bredikhin PROFILE ALLOWANCES FORM GUTTER EXTERIOR RING BALL BEARINGS

Sectional shapes’ influence on the size of profile allowance of a gutter of bearing rings in the direction of gridding wheel feeding is studied in the paper.

It is shown that the greatest influence on the size of allowance renders displacement axis of gutter stock relatively to the axis of ring.

Allowance, trench, ring, bearing.

Одной из наиболее трудоемких операций в технологическом цикле шлифования наружных колец подшипников является шлифование дорожек качения. Поэтому при токарной обработке необходимо стремиться к тому, чтобы кольца имели минимальные допуски, как по поверхностям дорожек качения, так и по их положению относительно торцов. Определяющим фактором повышения точности положения дорожки качения является также то, что допущенные при токарной обработке погрешности по этому параметру не устраняются на операции шлифования торцов.

Профиль заготовки влияет на величину припуска на отдельных участках желоба в направлении подачи шлифовального круга [1, 2]. При этом припуск в одной части желоба профиля может быть в несколько раз больше, чем в другой.

Форма профиля припуска на шлифование желоба в основном определяется радиусом точения гз и допускаемым смещением оси желоба заготовки относительно оси кольца zз (рис. 1). Если гз больше радиуса профиля желоба гж после шлифования или равен ему, то при гз = 0 образуется серповидная форма профиля припуска (рис. 1 а). При концентричной, или равномерной, форме профиля припуска (рис. 1 б) радиус точения гз меньше радиуса желоба на величину припуска Па в среднем его сечении и равен r3 = гж - Па . Вогнутой форме профиля припуска соответствует соотношение r3 < гж - ПЛ (рис. 1 в).

Все формы припуска, образованные изменением гз, имеют симметричный характер. Смещение оси профиля желоба у заготовки 2з приводит к образованию асимметричной формы припуска (рис. 1 г). Из-за наличия смещения гз асимметричная форма припуска в ряде случаев может привести к недошлифовке (черноте) желоба в крайнем сечении профиля.

Минимальное ^тп и максимальное П,шх значения припуска на сторону в среднем

сечении желоба можно определить следующими зависимостями:

Па . = + Р,

ИТП1П *

П = Пш

ишах ишт

где р - предельно допустимая разностенность желоба до шлифования и шлифованной наружной цилиндрической поверхности; 5т - допуск на радиус желоба до шлифования; 5У - допуск на радиус желоба после шлифования.

б

м б // / -

! м‘

■—* 1 /

а

в

г

Рис. 1. Формы профиля припуска на шлифование желоба: а - Пм < П,; б - Пм > П,; в - Пм > П,; г - Пм > П, > П'

м а ’ м и ’ м и ’ м и м

Зная припуски Па и Па . , можно определить максимальный радиус точения про-

филя желоба гз , при котором исключается появление черноты по краю профиля.

Г _ Ашах ~ Паш.п + ^2^шахГжш.п П,ш

зшах _ 2 2 (Ашах - Пашп)

яшах _ ■

шах ш.п

шах

2

где Итах - максимальная высота профиля желоба; -0Жтах - максимальный диаметр желоба после шлифования; Бб . - минимальный диаметр борта.

Так как от способа расточки желоба зависит точность его обработки, то величина минимального радиуса точения профиля желоба г будет определяться следующим уравнением:

гз . = гз -5г , (2)

Jmln -^тах 'з

где 5Гз - допуск радиуса профиля желоба после точения.

Анализ выражения (1) показывает, что при П . > 1,33Пб

“тт и.

желоба.

0,4г

жтіп

и соответственно

радиус точения можно принимать равным радиусу профиля шлифовального

Рис. 2. Схема контакта шлифовального круга и заготовки в начале обработки

Различные формы профиля припуска на шлифование желоба приводят к неравномерному распределению первого вдоль образующей, особенно на крайних участках. В связи с этим для построения рабочего цикла и определения пути шлифования Ьш необходимо знать наибольший местный припуск Пм на сторону. Рассмотрим схему (рис. 2) контакта шлифовального круга и заготовки, при которой припуск в одной части профиля желоба в несколько раз больше, чем в другой. В начальный момент контакта круг радиусом гк = гж проходит

путь у0, равный припуску Пл . Но в результате смещения гз оси заготовки Оз относительно оси кольца Ож радиус заготовки равен гз = гж - Па .

Следовательно, путь, пройденный кругом при смещении:

пм = Пі + п' + п .

м 1 гм 2м

Выбираем систему координат с центром в точке Ож. Ордината точки А, расположенная на заготовке, равна:

Ау = Гж - Лшах = Гж -{И + П1 ) = т . (3)

Уравнение окружности с центром в точке О3 и радиусом заготовки г3 будет иметь следующий вид:

(х - 2з )2 + у2 = Гз2.

Отсюда абсцисса точки А равна

Ах = -у1 Г3 - т 2 . (4)

Абсцисса точки А совпадает с абсциссой точки М

Ах = Мх = 2 -л1 Г3 - т . (5)

Обозначим = в. Заметим, что величина в равна абсциссе точки С. Действи-

тельно, уравнение окружности заготовки с центром в точке Ож имеет вид откуда

2 2 2 х2 + У2 = Гз2,

. 2 2 х =< Гз - т

с х=4‘

Ордината точки Д равна:

Ду = л/ г3 - в 2 , (6)

тогда глубина резания абразивным кругом, когда центры желоба и заготовки совпадают

(гз = 0), будет определяться отрезком СД

л1ГЖ -в2 -т = л1 ГЖ -в2-(гж -к -П) = П + л/ ГЖ -в2-(гж -к). (7)

Ординату точки М определим из уравнения окружности желоба:

Му = VгЖ - А2 = VгЖ ~(2з- в) . (8)

Тогда припуск в точке М будет равен

Пм = Му -Мх =а/ГЖ -(з - в)2 - т =у1 ГЖ - 2з2 + 22зв - в2 - т . (9)

Заметим, что при гз = 0 Пм будет равна:

Пм =л1 ГЖ - в 2 - т = Ду - т .

Раскладывая выражение (9) в ряд Маклорена и ограничиваясь первыми двумя членами, получим приближенную формулу, линейную относительно 2з

Пм (г) = Пм (о)+ П'м (0>з ;

Пм (о)=Ду- т;

П'м (^ ) =

'У

2в - 2 2 з

2л/ гЖ - +2 гзв - в 2

в

Ду

Таким образом, получим

Пм =(Д - т) + Д- 23. (10)

Д у

Первая слагаемая выражения (10) равна припуску, когда оси заготовки и желоба совпадают, а второе слагаемое соответствует дополнительному припуску, когда ось заготовки

смещена на величину 23. В выражении (10) отношение — = tg а, где а - половина цен-

Ду

трального угла, стягивающего дугу профиля желоба. Подставляя в выражение (10) вместо условных обозначений действительные, получим максимальный припуск, который необходимо снять кругу в точке М:

Пмтах = Птах +^Жла* + ^ ~ 2 ^ ^ах - й)) + 2tgа , (11)

в

где

■JKE + h2 — 7.Ъкз . — — h);

у ‘^-шах °mrn ' ^max '

Пг = ^ tg а .

^м -3

Припуск в среднем сечении профиля желоба Па зависит от точности токарной обработки и деформации колец, в результате термической обработки.

При шлифовании желоба врезанием величина припуска оказывает сильное влияние на производительность обработки, так как круги работают в условиях затупления и теряют свою режущую способность по мере возрастания припуска. Изменение припуска приводит не только к увеличению пути шлифования, но и к повышенному износу.

Из выражения (11) видно, что наибольшее влияние на величину припуска оказывает смещение оси желоба заготовки гз относительно оси кольца О. Величина 2з зависит от построения технологического процесса обработки колец и ряда случайных факторов, возникающих на токарной, термической и шлифовальных операциях.

С повышением требований к точности обработки профиля желоба величина припуска и форма его профиля становятся основными факторами, которые определяют производительность обработки, количество операций и структуру рабочего цикла.

ЛИТЕРАТУРА

1. Круг И.П. Совершенствование технологии шлифования желобов шарикоподшипниковых колец: сборник научно-технической информации / И.П. Круг. М.: ЭНИИПП, 1959. Вып. 20. С. 42-50.

2. Гохват Л.Я. О выборе схемы припусков на шлифование желобов колец шариковых подшипников: сборник научно-технической информации / Л.Я. Гохват. М.: ЭНИИПП, 1959. Вып. 20. С. 51-56.

Решетников Михаил Константинович -

доктор технических наук, профессор кафедры «Технология машиностроения»

Саратовского государственного технического университета

Одиноков Игорь Петрович -

аспирант кафедры «Технология машиностроения»

Саратовского государственного технического университета

Reshetnikov Mikhail Konstantinovich

Doctor of Technical Sciences,

Professor of the Department of «Technology of Machine-building» of Saratov State Technical University

Odinokov Igor Petrovich -

Post-graduate student of the Department of «Technology of Machine-building» of Saratov State Technical University

Бредихин Дмитрий Александрович -

доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Математика и моделирование»

Саратовского государственного технического университета

Статья поступила в редакцию 02.06.09, принята к опубликованию 17.07.09

Bredikhin Dmitry Alexandrovich -

Doctor of Sciences in Physics and Mathematics, Professor of the Department of «Mathematics and Modeling» of Saratov State Technical University

м