Способ управления процессом шлифования дорожек качения

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ШЛИФОВАНИЯ ДОЮЖЕК КАЧЕНИЯ, включающий врезание при форсированной подаче, выхаживание, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности по макрогеометрическим параметрами - волнистости и гранности, в качестве критерия для управления процессом берут время создания натяга, врезание при форсированной подаче ведут в течение времени, обеспечивающего натяг в системе 0,35-0,5 максимального натяга системы СПИД, после чего определяют время выхаживания по формуле g выГ TC п(К где т - постоянная времени CHwitMi-i СПИД станка; S. - припуск под. рбрабопсу; Vy, - скорость подачи; Т - промежуток времени от момента касания шлифовальным кругом дорожки качения до достижения натяга системы СПИД станка; .- fпеременный коэффициент. Т р Л . V) X vj 9д

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) 4 (5() ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3473206/25 — 08 (22) 22.07.82 (46) 07.04.85. Бюл. У 13 (72) В. С. Земсков, E. А. Сахчинский, К. М. Костюков и В. К. Ершов (53) 621.923.04 (088.8) (56) 1. Ящерицын П. И. Шлифование металлов. Минск, "Беларусь", 1970, с. 409 — 411 (прототип) . (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ШЛИФОВАНИЯ ДОРОЖЕК КАЧЕНИЯ, включающий врезание при форсированной подаче, выхаживание, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности по макрогеометрическим параметрами — волнистости и гранности, в качестве критерия для управления процессом берут время создания натяга, вреэанне при форсированной подаче ведут в течение времени, обеспечивающего натяг в системе 0,35 — 0,5 максимального натяга системы СПИД, после чего определяют время выхаживания по формуле

Т =- Т In(K — — )

SblX С т„Тп где Т вЂ” постоянная времени системы

С

СПИД станка;

S — припуск под .обработку;

Vb — скорость подачи;

Т вЂ” промежуток времени от момента

И касания шлифовальным кругом дорожки качения до достижения натяга системы СПИД станка;

Т„

К= — i.—. — переменный коэффициент.

2Тс Р ò n т, 1 114876

Изобретение относится к области отделочного шлифования дорожек качения колец подцпшников, характеризующегося достижением круглости дорожки и некоторым разбросом размеров прошлифованных дорожек, компенснруемых последующей селективной сборкой подшипников качения, и может бьггь использовано преимущественно при изготовлении сверхточных подшннников специanworo назначения. l0

Известен способ управления процессом шлифования дорожек качения, включайщий. врезание при форсированной подаче, выхажи-. вание 11), Недостатком известного способа является низкая точность обрабатываемой поверхности по макрогеометрическим параметрам — волнистости и гранности.

Цель изобретения — повышение точности по макрогеометрическим параметрам — вол- 20 нистости и гранности, причем на том же оборчцовани, -без принятия специальных мер по повышению жесткости и вибростойкости.

Указанная цель достигается тем, что согласно сноску управления процессом шлифования дорожек качения, включающему врезание при форсированной подаче, выхаживание, в качестве критерия для управления процессоре берут время создания натяга, врезание при форсированной подаче ведут в течение времени, обеспечивающего натяг в системе

0,35-0,5:максимального натяга системы

СПИД, после чего определяют время выхаживания по формуле

Tíbà = Tñ 1A(K где Т вЂ” постоянная времени системы. СПИД с станка;

S — припуск под обработку;

Vo — скорость подачи;

Т вЂ” промежуток времени от момента

A касания шлифовальным кругом дорожки качения до достижения натяга системы СПИД станка; -ф т„

К» — + — — переменный коэффици= т т, ент, тс

Соотношение между выбранным припуском под обработку и натягом после подачи (превышающей в 3 — 5 раз подачу при макси- 5О мальной интенсивности съема металла), а также соотношение между. промежутком времени на выхаживание и промежутком времени на обеспечение натяга обеспечивает снятие припуска при минимально возможных собственных колебаниях системы СПИД станка и достигается уменьшение волнистости в

3 раза (с 1,2 мкм исходного до 0,4 мкм), цри этом разброс размеров дорожек качения в партии колец (точность по размеру) остает- ся тем же, что и исходный.

На фи1.1 представлена блок-схема системы управления шлифовальным станком; на фиг. 2 — кривые натяга системы СПИД станка и подача во времени, приведена граница выбранного припуска, граница установленного эмпирически натяга системы СПИД станка при подаче с максимальной интенсивностью съема металла (для варианта осуществления способа на станке с малой жесткостью системы СПИД и шлифовании дорожек качения колец, выполненных из шарикоподшипниковой стали ШХ15); на фиг. 3 — кривые того же рода, что и на фиг. 2, но для варианта осуществления способа на станке с большой жесткостью системы СПИД при шлифовании дорожек качения колец, выполненных из тенлостойкой нержавеющей стали ЗИ347.

Способ управления процессом шлифования дорожек качения колец подшипников осуществляют следующим образом.

Вначале экспериментальным путем по известной методике определяют для станка, на котором предполагается осуществление способа, постоянную времени системы СПИД, иа этом же станке для пары шлифовальный круг — сталь, из которой выполнено кольцо, определяют подачу при максимальной интенсивности съема металла и определяют натяг системы СПИД станка при подаче с максимальной интенсивностью съема металла.

Выбирают припуск под обработку, равный

0,2 — 0,3 натяга системы СПИД станка при подаче с максимальной интенсивностью съема металла.

При припуске под обработку, меньше 0,2 указанного натяга, ввиду малости припуска исходная, волнистость не. успевает претерпеть трехкратного уменьшения в процессе обработки.

При припуске под обработку, больше 0,3 указанного натяга, не достигается трехкратного уменьшения волнистости ввиду проявления в процессе снятия припуска собственных колебаний системы СПИД станка.

Имеющийся перед шлифованием дорожки качения разброс размеров в партии колец сохраняется в партии колец, нрошлифованных по предлагаемому способу, поскольку снимается точно припуск и исходный разброс размеров в партии колец сохраняется каким был, Поэтому перед шлифованием производят шлнфоиание на размер известным способом с таким расчетом, чтобы после шлифования по предлагаемому способу, т.е. снятия точно припуска, получить необходимые размеры ко-. лец (с тем же разбросом размеров, который

1148760 где Т с

Ч„ т„

40

3 имеет место у прошлифованных на размер дорожек колец).

Производят подачу, превышающую в 3 — 5 раз подачу при максимальной интенсивности сьема металла до натяга 0,35 — 0,5 натяга системы СПИД станка при форсированной подаче с максимальной интенсивностью съема металла, что производится командным устройством (фиг. 3} путем определения момента касания шлифовальным кругом дорожки качения, по 10 начальному сигналу с датчика 1 натяга и затем выдачи сигнала (в исполнительный механизм) на прекращение подачи в момент равенства сигналов с датчика 1 натяга и с задатчика 2 натяга. При подаче определяют промежуток времени от мбмента касания шлифовальным кругом дорожки качения до натяга системы СПИД станка, что производится тем же командным устройством 3.

Затем непосредственно переходят к выхаживанию, продолжительность которого опредЕ1тяют в соответствии с формулой

Т = — Т ° 1п(К вЂ” —.) б

ebIx С 11 .Т

1l — постоянная времени системы

СПИЦ станка; — припуск под обработку; — скорость подачи; — промежуток времени от момента касания шлифовальным крутом дорожки качения до достижения натяга системы СПИД станка

Т„

К и + — — переменный коэффиЮ т циент.

После истечения определенного иэ соотношения промежутка времени происходит быстрый отвод. Продолжительность выхаживания определяет (напрнмер, в аналоговой форме) командное устройство 3, которое после истечения определенного из соотношения между

Таы„и Тд промежутка времени (исчисляе-. мого от момента достижения при подаче заданного натяга системы СПИД станка — момента прекращения подачи}, дает сигнал (в исполнительный механизм 4) на быстрый отвод.

Соотношение между Т„и Т в зависимосвых ти от режущей способности круга при пода. че (превышающей в 3 — 5 раз подачу при максимальной интенсивности объема металла) обеспечивает проведение выхаживания в том начальном периоде, при котором собственные колебания системы СПИД не сказываются

У съем точно припуска с исключением уве. личения исходного разброса размеров дорожек качения в партии колец. Подача не может меньше чем в три раза превосходить подачу прн максимальной интенсивности съема метал ла потому, что в противном случае не удается обеспечить указанную величину натяга системы СПИД станка прежде, чем будет снята большая часть припуска, а при снятии оставшейся меньшей части не удается достичь трехкратного уменьшения волнистости.

Подача не может быть больше чем в 5 раз подачи при максималъной интенсивности съема металла потому, что в противном случае могут пол -..иться шлифовальные прижоги, что недопустимо.

Создание натяга меньшего, чем 0,35 системы СПИД станка при подаче с максимальной интенсивностьэ ьема металла, резко удлиняет время на снятие указанного припуска, что недопустимо, поскольку в действие встулают случайные факторы типа скачков напряжения в сети, пупьсаций давления в пщросистеме coals и т. д., приводящие к неста бильности по показателю трехкратного уменьшения волнистости.

Создание натяга большего, чем 0,5 натяга системы СПИД станка при подаче с максимальной интенсивностью съема металла, приводит к невозможности трехкратного уменьшения волнистости ввиду проявления собственных колебаний системы СПИД станка.

Пример 1. Шлифованию подвергают дорожки качения колец подшипников типа 42408К4 с ф 110 х 27 мм и роликовой дорожкой качения шириной 21 мм и ф83 + 0,01 мм (т.е, прошлифованной на размер) с шероховатостью поверхности 0,42 мкм и минимально возможными при шлифовании по известному способу волнистостью дорожки. качения 1,2 мкм и гранностью 0,4 мкм.

Кольца выполнены иэ стали ШХ15, по

ГОСТ 801 — 78.

Шлифование производят на станке со следующими характеристиками: постоянная времени системы СПИД станка 5 с, шлифовальиый круг 24А8СМ1; для пары шлифовальный круг 24А8СМ1 и кольцо из стали ЩХ15 подача (поз.5, фиг. 2) при максимальной интенсивности съема металла составляет

16 мкм/с, натяг (поз. 6) системы СПИД станка при подаче с максималыгой интенсивностью съема металла составляет 50 мкм.

Число оборотов шлифовального круга

10000 об/мин, число оборотов шлифуемого кольца 370 об/мии. Припуск цод обработку выбирают равным м 0,33 натяга (поэ.7) (15 мкм) системы СПИД станка при подаче с максимальной ип енсивностью съема металла. Вначале. проиэвсдят подачу, в 5 раэ

1148760 превышающую подачу при максимальной интенсивности съема металла и равную

80 мкм/с (поз.8) до натяга (поэ.9) 0,5 натяга системы СПИД станка при подаче с максимальной интенсивностью съема металла (25 мкм) и определяют промежуток времени от момента касания шлифовальным кругом дорожки качения до момента натяжения системы СПИД, он оказывается равным (фиг.2) для первого случая (поз.10) при 10 шлифовании круга с повышенной режущей способностью (максимального диаметра) (кривая 11) 0,3 с; для второго случая (поз,12) при шлифовании круга с пониженной режущей способное- 15 тью (минимального диаметра) кривая 13

0,2 с, После прекращения подачи 80 мкм/с непосредственно переходят к выхаживанию, продолжительность которого определяют из соотно- 20 щения:

Т вЂ” Т, 1n(K — — ) еых= с ч„Т„ где Т вЂ” 5 с; S = 15 мкм; Ч„

= 80 мкм/с; Тв для первого случая

0,3 с, для .второго случая 0,2 с.

Для первого случая К = 0,972; дпя второго случая К = 0,981.

Таким образом, для первого случая

30 (поз.14) .

Т 11ь,.„ - — 5,29 с; для второго случая (поз.15); Таы„— 15,67 с.

После выхаживания производят быстрый отвод (отскок) со скоростью 80 мкм/с.

Соотношение между Т и Твы„в ервом случае составляет 1:17,6, во втором 1:78,4, при промежутке времени на осуществление шлифования в первом случае 5,59 с, во втором случае 15,87 с.

После шлифования разброс размеров дорожек качения в партии колец остается прежним, равным +0,05 мм, следовательно, с каждой детали снят точно припуск. Шероховатость не меняется и остается прежней, равной 0,42 мкм.

Волнистость дорожки качения уменьшается

3 раза и составляет 0,4 мкм, гранность уменьшается на 25% и составляет 0,3 мкм.

Пример 2 (фиг.2). Шлифованию по предлагаемому способу подвергают дорожки., 50 качения колец подшипников типа 1032920Р1 с ф 140 х 20 мм и роликовой дорожкой качения шириной 10 мм и Р 115+ 0,01 мм (т.е, прошлифованной на размер) с шероховатостью поверхности 0,42 мкм и минимальными (для шлифования по известному способу) волнистостью дорожки качения 1,2 мкм и гранностью 0,4 мкм. Кольца выполнены из теплостойкой стали ЭИ347Ш по ТУ 14 — l 22—

-44-77.

Шлифование производят на станке со следующими характеристиками: постоянная времени системы СПИД станка 3 с, шлифовальный круг ЭЛ0100% 70х20хl 1СТ1 для пары шлифовальный круг ЭЛ0100% 70x20xl)CT1 и кольцо из стали ЭИ347 — Ш подача (поз. 16) при максимальной интенсивности съема металла составляет 13 мкм/с, натяг (поз. 17) системы

СПИД станка при подаче с максимальной ин тенсивностью съема составляет 30 мкм. Число оборотов шлифовального круга 12000 об/мин, число оборотов шлифуемого кольца

260 об/мин, Припуск (поэ.18) под обработку выбирают равным 0,2 натяга системы СПИД станка при подаче с максимальной интенсивностью съема металла, т. е. припуск составляет

6 мкм. Производят врезание с подачей (поэ. 19), в 3 раза превышающей величину подачи лри максимальной интенсивности съема металла, t,е. 40 мкм/с, до натяга (поз.20) равного 0,35 натяга системы СПИД станка при подаче с максимальной интенсивностью сьема металла, т, е. 11 мкм, и при этом определяют промежуток времени, за который происходит натяг системы СПИД. Промежуток времени измеряют между моментом касания шлифовальным кругом дорожки качения и моментом достижения указанного значения величины натяга системы СПИД станка. Промежуток времени составляет для первого

I случая (поэ.21) при шлифовальном круге с повышенной режущей способностью (максимального диаметра) (кривая 22) 0,2 с; для второго случая (поз. 23) при шлифовальном круге с пониженной режущей способностью (минимального диаметра) (кривая) 24

0,16 с.

После прекращения подачи 40 мкм/с непосредственно переходят к выхаживанию, про. должительность которого определяют из со- . отношения, Т =-Т 1п(К вЂ” — ), ьых— „ т„ где Т. = 3 с; $ = 6 мкм; Ч„=40мкм/с;

Т.„= для первого случая 0,2 с; для второго случая 0,16 с.

Для первого случая К = 0,969; для второго случая К = 0,975.

Таким образом, для первого случая (поз,25) Т „4,56 с, для второго случая (поэ.26) Т „г — 9,85 с.

После выхаживания производят быстрый отвод (отскок) со скоростью 40 мкм/с.

Соотношение между Т„и Т,„ в первом случае составляет 1; 22,8; во втором случае

1 61,6, при промежутке времени на осуществле1148760

Науй

cucmermi

СЮРА

Составитель А. Шутов

Техред С.Легеза Корректор И, Муска

Редактор В. Иванова

Тираж 769 Подписное . ВНИИПИ Государственнсго комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1796/10

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная,4 ние шлифования в первом случае 4,76 с, во втором случае 10,1 с.

После шлифования разброс размеров дорожек качения в партии колец остается прежним, равным «+ 0,01 мм, следовательно, с каждой детали был снят точно припуск.

Шероховатость не изменяется и остается прежней, равной 0,42 мкм.

Волнистость дорожки качения уменьшается в.3 раза и составляет 0,4 мкм, гранность уменьшается на 25% и составляет 0,3 мкм.

5 Таким образом, изобретение позволяет повысить точность обрабатываемой поверхности по макрогеометрическим параметрам— волнистости и гранности.