Способ управления процессом шлифования дорожек качения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ЯОРЕСПУБЛИК (19) (1) УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Па -СМЛЕ В МД ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я атяга,едут в У 13 го натя(54) (57) СПОСОБ УПРАСОМ ШЛИФОВАНИЯ ДОвключаюшнй врезание иподаче, выхаживание, о тем, что лью по макрогеом нистостн и гр Т,К= -гтеск ост для управления процессо(прототнп). ВЛЕНИЯ ПРОЦЕС. РОЖЕК КАЧЕНИЯ, и форсированной тличаюшийловышення точности параметрами - вол. качестве критерия м берут время созда резание при форсированной по- течение времени, обеспечиваю- системе 0,35 - 0,5 максимальнстемы СПИД, после чего опре выхаживания по формуле8- Т 1 п(К -- )С ЧТ постоянная времени системыСПИД станка;припуск под обработкускорость подачи;промежуток времени от моменткасания шлифовальным кругомдорожки качения до достижениянатяга системы СПИД станка;-- переменный коэффициентрТпИзобретение относится к области отделоч.ного шлифования дорожек качения колецподцпшников, характеризующегося достижением круглости дорожки и некоторым раз.бросом размеров прошлифованных дорожек,компенсируемых последующей селективнойсборкой подшипников качения, и можетбыль использовано преимущественно при из.готовлении сверхточных подшипников специального назначения,Известен способ управления процессомшлифования дорожек качения, включайщий,врезание при форсированной подаче, выхаживанне (1,Недостатком известного способа является . 15низкая точность обрабатываемой поверхностипо макрогеометрическим параметрам - волнистости и гранности,Цель изобретения - повышение точностипо макрогеометрическим параметрам - вол- эОнистости и гранности, причем на том жеоборчцованит, без принятия специальныхмер по повышению жесткости и вибростойкости. 0 25Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом шлифо.вания дорожек качения, включающему вреза.ние при форсированной подаче, выхаживание,в качестве критерия для управления процес.сом берут время создания натяга, врезаниепри форсированной подаче ведут в течениевремени, обеспечивающего натяг в системе0,35-0,5;максимального натяга системыСПИД, после чего определяют время выхаживания по формулеб35Т-- Т 1 п(К- - ч:- )игде Т - постоянная времени системы. СПИДСстанка;8 - припуск под обработку;Чо - скорость подачи;.Т - промежуток времени от моментаикасания шлифовальным кругомдорожки качения до достижениянатяга системы СПИД станка; фТК -- + -- переменный коэффици.=т т,е-"т,Соотношение между выбранным припускомпод обработку и натягом после подачи(превышающей в 3 - 5 раз подачу при макси. 50мальной интенсивности съема металла), атакже соотношение между промежутком времени на выхаживание и промежутком временина обеспечение натяга обеспечивает снятиеприпуска при минимально возможныхсобственных колебаниях системы СПИД стан.ка и достигается уменьшение волнистости в3 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 фи 1.1 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 шарикоподшипнико. вой стали ШХ 15); 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 ЗИ 347.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 пода. че с максимальной интенсивностью съемаметалла.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 шлифоиание 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, который30 40 45 50 55 3имеет 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 мдмента касания шлифовальным кругом дорожки качения до натяга системы СПИД станка, что производится тем же командным устройством 3.Затем непосредственно переходят к выха живанию, продолжительность которого опреде 1 тяют в соответствии с формулойТ = -Т 1 п(К- - .)бВыем с 11 .Тч- постоянная времени системыСПИЦ станка;- припуск под обработку;- скорость подачи;- промежуток времени от моментакасания шлифовальным крутомдорожки качения до достижениянатяга системы СПИД станка Тп 4К - и + -- переменный коэффи.7 пс с - " циент.После истечения определенного иэ соотношения промежутка времени происходит быстрый отвод. Продолжительность выхаживания определяет (напрнмер, в аналоговой форме) командное устройство 3, которое после исте.чения определенного из соотношения междуТаыи Тп промежутка времени (исчисляемого от момента достижения при подаче за. данного натяга системы СПИД станка - момента прекращения подачи), дает сигнал(в исполнительный механизм 4) на быстрыйотвод.Соотношение между Ти Т в зависимосвыхти от режущей способности круга при пода. . че (превышающей в 3 - 5 раз подачу примаксимальной интенсивности объема металла) обеспечивает проведение выхаживания в томначальном периоде, при котором собственныеколебания системы СПИД не сказываютсяУ съем точно припуска с исключением уве. личения исходного разброса размеров дорожек качения в партии колец. Подача не может меньше чем в три раза превосходить подачупрн максимальной интенсивности съема металла потому, что в противном случае не уда.ется обеспечить указанную величину натягасистемы СПИД станка прежде, чем будетснята большая часть припуска, а при снятииоставшейся меньшей части не удается достичьтрехкратного уменьшения волнистости.Подача не может быть больше чем в 5 разподачи при максималъной интенсивностисъема металла потому, что в противном случае могут пол-;.,1 ься шлифовальные прижоги,что недопустимо.Создание натяга меньшего, чем 0,35 системы СПИД станка при подаче с максимальнойинтенсивностьэ ьема металла, резко удлиняет время на снятие указанного припуска,что недопустимо, поскольку в действие всту.лают случайные факторы типа скачков напряжения в сети, пупьсаций давления в пщросистеме ста а и т. д., приводящие к нестабильности по показателю трехкратного умень.шения волнистости.Создание натяга большего, чем 0,5 натягасистемы СПИД станка при подаче с максимальной интенсивностью съема металла,приводит к невозможности трехкратногоуменьшения волнистости ввиду проявлениясобственных колебаний системы СПИДстанка,П р и м е р 1. Шлифованию подвергают дорожки качения колец подшипниковтипа 42408 К 4 с110 х 27 мм и роликовойдорожкой качения шириной 21 мм иф 83 + 0,01 мм (т,е, прошлифованной на размер) с шероховатостью поверхности 0,42 мкми минимально возможными при шлифованиипо известному способу волнистостью дорож.ки. качения 1,2 мкм и гранностью 0,4 мкм.Кольца выполнены иэ стали ШХ 15, поГОСТ 801 - 78. Шлифование производят на станке со следующими характеристиками: постоянная времени системы СПИД станка 5 с, шлифовальиый круг 24 А 8 СМ 1; для пары шлифовальный круг 24 А 8 СМ 1 и кольцо из стали ЩХ 15 подача (поз,5, фиг. 2) при максимальной интенсивности съема металла составляет1 б мкм/с, натяг (поз, б) 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/мин. Припуск под обработку выбирают равнымм 0,33 натяга (поэ.7) (15 мкм) системы СПИД станка при пода че с максимальной югенсивностью съема металла, Вначале, проиэвсдят подачу, в 5 раэпревышающую подачу при максимальнойинтенсивности съема металла и равную80 мкм/с.(поз.8) до натяга (поз.9) 0,5 натяга системы СПИД станка при подаче с максимальной интенсивностью съема металла (25 мкм) и определяют промежуток време.ни от момента касания шлифовальным кру.гом 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 шлифова. нии круга с пониженной режущей способное. 15 тью (минимального диаметра) кривая 13 0,2 с,После прекращения подачи 80 мкм/с непос. редственно переходят к выхаживанию, продолжительность которого определяют из соотно. 2 р щения:5Т -- Т, 1 П(К -- )Еых= сЧ, Тгде Т - 5 с; 8 = 15 мкм; Ч= 80 мкм/с; Тв - для первого случая0,3 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 11 ььх - - 5,29 с; для второго случая(поз.15)1 Таых - 15,67 с.После выхаживания производят быстрыйотвод (отскок) со скоростью 80 мкм/с.Соотношение между Тп и Тварях в первомслучае составляет 1:17,6, во втором 1:78,4,при промежутке времени на осуществлениешлифования в первом случае 5,59 с, во втором случае 15,87 с.40После шлифования разброс размеров дорожек качения в партии колец остается прежним,равным +0,05 мм, следовательно, с каждойдетали снят точно припуск. Шероховатость неменяется и остается прежней, равной 0,42 мкм.,45Волнистость дорожки качения уменьшается в3 раза и составляет 0,4 мкм, гранность уменьшается на 25% и составляет 0,3 мкм.П р и м е р 2 (фиг.2), Шлифованиюпо предлагаемому способу подвергают дорожки;,. 50 качения колец подшипников типа 1032920 Р 1 с ф 140 х 20 мм и роликовой дорожкой качения шириной 10 мм и 1;1 115+ 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 ЭИ 347 Ш по ТУ 14 - 1-22 --44-77.Шлифование производят на станке со следу.ющими характеристиками: постоянная време.ни системы СПИД станка 3 с, шлифовальныйкруг ЭЛ 0100% 70 х 20 х 11 СТ для пары шлифовальный круг ЭЛ 0100% 70 х 20 х 11 СТ 1 и кольцо из стали ЭИ 347 - Ш подача (поз. 16) примаксимальной интенсивности съема металласоставляет 13 мкм/с, натяг (поз. 17) системыСПИД станка при подаче с максимальной ин.тенсивностью съема составляет 30 мкм. Числооборотов шлифовального круга 12000 об/мин,число оборотов шлифуемого кольца260 об/мин,Припуск (поз.18) под обработку выбираютравным 0,2 натяга системы СПИД станкапри подаче с максимальной интенсивностьюсъема металла, т. е. припуск составляет6 мкм, Производят врезание с подачей(поз. 19), в 3 раза превышающей величинуподачи лри максимальной интенсивности съе.ма металла, т,е. 40 мкм/с, до натяга (поз,20)равного 0,35 натяга системгя СПИД станкапри подаче с максимальной интенсивностьюсьема металла, т, е. 11 мкм, и при этомопределяют промежуток времени, за которыйпроисходит натяг системы СПИД. Промежуток времени измеряют между моментом касания шлифовальным кругом дорожки каченияи моментом достижения указанного значениявеличины натяга системы СПИД станка. Промежуток времени составляет для первогослучая (поз.21) при шлифовальном кругес 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) 240,16 с.После прекращения подачи 40 мкм/с непосредственно переходят к выхаживанию, продолжительность которого определяют из со.отношения1 п (К -- ),ьых - с Ч тгде Т. = 3 с; 8 = 6 мкм; Ч=40 мкм/с;Т.: для первого случая 0,2 с; для второгослучая 0,16 с.Для первого случая К = 0,969; для второгослучая К = 0,975,Таким образом, для первого случая(поз,25) Т4,56 с, для второго случая(поз.26) Т = 9,85 с.После выхаживания производят быстрый отвод (отскок) со скоростью 40 мкм/с.Соотношение между Ти Т, в первомслучае составляет 1; 22,8; во втором случае1:61,6, при промежутке времени на осуществле1148760 НатявсисгпеюыСЮРА Юююег гиаою Фце,оставитель А, Шутовехред С.Легеза актор ванова орректор И, Муска Заказ 1796/10 Тираж 769 ПГосударственнсго комитета СССРам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб д, 4/ сное ВНИИПИ по д 113035, иал ППП "Патент",г. Ужгоро. П ктная,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, скаждой детали был снят точно припуск,Шероховатость не изменяется и остаетсяпрежней, равной 0,42 мкм,Волнистость дорожки качения уменьшаетсяв.3 раза и составляет 0,4 мкм, гранностьуменьшается на 25% и составляет 0,3 мкм. 5 Таким образом, изобретение позволяетповысить точность обрабатываемой поверхности по макрогеометрическим параметрам -волнистости и гранности.