Технология суперфиниширования сложного профиля дорожек качения полуколец шарикоподшипников с многоточечным контактом Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621. 923.5

Б.Н. Салимов, А.В. Королев ТЕХНОЛОГИЯ СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ СЛОЖНОГО ПРОФИЛЯ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ ПОЛУКОЛЕЦ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ С МНОГОТОЧЕЧНЫМ КОНТАКТОМ

Показаны преимущества новой технологии суперфиниширования деталей подшипников. Приведены примеры практического использования суперфинишных автоматов, работающих по предлагаемому методу.

B.N. Salimov, А^. Korolev

BALL BEARINGS SEMI RING RACE INTRICATE PROFILE SUPER FINISHING TECHNOLOGY WITH MULTIPLE-POINT CONTACT

The technological advantages of new technology of super finishing of details of bearings are shown here. The examples of practical use of the super finishing automatic devices working by an offered principle are given.

К качеству выпускаемой продукции в современном машиностроении предъявляются высокие требования, и наряду с методами регулирования качества процессов по международным стандартам необходимо непрерывно улучшать базовые техпроцессы с применением новых методов доводочных операций. В условиях изготовления прецизионных деталей типа колец подшипников на производственных участках предприятий окончательную операцию тонкого шлифования предлагается заменять сравнительно новыми и более эффективными методами обработки, такими как хонингование, суперфиниширование, различные виды электрохимической обработки и т.д.

Традиционное суперфиниширование существенно не изменяет форму, размеры, массу детали и относится к методам чистовой обработки деталей. На данной операции достигается исправление волнистости и шероховатости поверхностей, а отклонение от круглости и отклонение профиля обработанной поверхности либо сохраняется неизменным, либо даже ухудшается. Однако разработанная на кафедре «Технология машиностроения» СГТУ новая технология многобрускового суперфиниширования [3] существенно отличается от традиционной технологии тем, что позволяет исправлять погрешности формы деталей как в продольном, так и в поперечном направлениях.

&

^о1

X/ //\

■ / \//

Г,/,//, ( 1

Т / \/ /) 1

\

Ф1П17Щ025

В частности, для наружных и внутренних колец подшипников с

трехточечным

операции

шероховатость

Рис. 1. Профиль внутренних полуколец шарикоподшипников 176220БТ.52

контактом 176220БТ.52 после суперфиниша требуется

дорожки качения не менее ^а=0,16 мкм, волнистость Жт=0,15-0,20 мкм, но главное требование - обеспечение отклонения профиля дорожек качения в пределах 0,2-0,3 мкм. Отклонение профиля дорожек качения в заданных пределах не обеспечивалось с достаточной надежностью из-за сложности их формы. Для повышения эксплуатационных свойств и работы деталей в широком диапазоне скоростей применяется рациональная геометрическая форма профиля дорожек качения полуколец шарикоподшипников.

Рабочие поверхности колец стандартных шарикоподшипников выполняются с дуговым профилем и обеспечивают две точки контакта шарика с наружным кольцом и внутренним кольцом. Геометрия формы профиля дорожек качения внутренних полуколец шарикоподшипников 176220БТ.52 достигает распределения нагрузки по четырем контактным точкам. Полукольца в разрезе имеют сложный профиль для обработки, так как центр радиуса R=13,49+0,13 мм в точке контакта смещен относительно центра эталонного шарика на расстояние 0,34 60,05 мм (рис. 1). Так обеспечивается пятно контакта не по желобу кольца, а по двум точкам на расстоянии 11,135 мм с увеличением долговечности и грузоподъемности подшипников.

При изготовлении этих подшипников предъявляются повышенные требования к качеству обработки рабочих поверхностей деталей. Обработку комплекта двух полуколец ведут совместно и комплект маркируют с установлением базового полукольца. На операции шлифования полукольца устанавливают на обработку при совмещении номеров маркированных колец для сохранения изначальной геометрии сложных поверхностей. Не допускается несоблюдения технологии.

Операцию суперфиниширования полуколец осуществляли на автомате МСА-2001 с совмещением маркированных номеров на торцах деталей. Также между полукольцами устанавливают компенсирующее кольцо толщиной 0,888 мм, базовое полукольцо находится снизу на гидравлической опоре. Результаты обработки приведены на рис. 3 и 4.

о:

_0

О

О

-® I. ф со

о ё ° £ О -О

2 £ О. О Ф

3

X

ц

о

ш

о

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

Ряді

Ряд2

Ряд1 Ряд2

Исходная поверхность

После

суперфиниширования

□ Ряді □ Ряд2

о

ц §-■8-* о -н о.

О С Ф СЦ ■

ф ф X х

о о О О

Ряд2

Ряді

Ряді Ряд2

Исходная поверхность После суперфиниширования

П Ряді и Ряд2

6

5

4

3

2

0

0

Рис. 2. Шероховатость (ряд 1) и волнистость (ряд 2) колец подшипника

Рис. 3. Отклонение от круглости (ряд 1) и отклонение профиля колец (ряд 2)

Как видно, предлагаемая технология формообразования комбинированного профиля дорожки качения внутренних полуколец на операции суперфиниширования обеспечивает высокую эффективность обработки. Почти на порядок уменьшается шероховатость обработанной поверхности, в 2,5 раза - волнистость, в 3 с лишним раза -отклонение профиля желоба. Все получаемые на операции суперфиниширования показатели обработки соответствуют установленным техническим условиям.

Высокая практическая значимость полученных результатов подтверждается тем, что многобрусковые суперфинишные автоматы типа МСА, работающие по предложенной технологии, производятся серийно Саратовским ООО НПП НИМ и успешно применяются на подшипниковых заводах. Указанные автоматы могут применяться не только в подшипниковой промышленности, но и в автомобильной промышленности, станкостроении, производстве двигателей, приборостроении и т. д.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент РФ № 1706134. Способ чистовой обработки / А.В. Королев,

О.Ю. Давиденко, А.М. Чистяков.

2. Патент РФ № 2137582. Способ чистовой обработки / А.В. Королев,

П.Я. Коротков, А.В. Асташкин.

3. Королев А.В. Новые прогрессивные технологии машиностроительного производства. Ч. 2. Теоретические основы многобрускового формообразующего суперфиниширования с локализацией контакта инструмента и обрабатываемой поверхности / А.В. Королев, А.М. Чистяков, О.Ю. Давиденко. Саратов: СГТУ, 1997. 215 с.

Салимов Бакытжан Нуржанович -

аспирант кафедры «Технология машиностроения»

Саратовского государственного технического университета

Королев Альберт Викторович -

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Технология машиностроения»

Саратовского государственного технического университета Статья поступила в редакцию 02.10.07, принята к опубликованию 20.11.07