Выбор способа установки заготовки ролика при шлифовании его сферы

Использование при сферошлифовании торцов роликов большого количества способов базирования и закрепления, специфика их применения вызвали необходимость разработки методики выбора рационального способа установки заготовки ролика.

Для выбора первостепенное значение имеет форма ролика: конический, бочкообразный симметричный или ассиметричный. Для каждой из форм определяющим фактором является тип производства: массовое, крупносерийное, мелкосерийное. Далее в зависимости от формы заготовки ролика и типа производства оказывают влияние другие факторы.

Для конического ролика таковыми являются радиус обрабатываемой сферы, угол наклона образующей, наличие предварительно обработанного малого торца (ТМ), наличие центровых отверстий, требования по точности базовой конической поверхности, разностенность между центровым отверстием и конической образующей (О), а также требования к обрабатываемому сферическому торцу. Для бочкообразных симметричных и ассиметричных роликов важными являются требования к точности взаимного расположения обрабатываемого большого торца (ТБ) и ТМ, величина радиуса выпуклости образующей и смещение центра радиуса выпуклости.

Все способы установки делят на критерии базирования и закрепления. К критериям базирования относят: по способу базирования; способу обработки; типу связи; характеру проявления; комплекту баз; характеру относительного дви-

жения базовых поверхностей ролика и приспособления; наличию компенсации погрешностей.

Способы базирования (рис. 1, 2, 3) могут быть: центровые (Ц), бесцентровые (БЦ), и комбинированные (К). Дополнительно к Ц-способам относится способ базирования по малому торцу (ТМ), на сферическом магнитном столе. К К-способам относятся различные сочетания Ц и БЦ-способов базирования.

По способу обработки Ц-методы могут быть со сквозной, врезной и групповой обработкой. Групповая обработка имеет признаки как сквозного, так и врезного способа. БЦ-методы по способу обработки также делятся на сквозную, врезную и групповую обработку.

При сквозном способе обработки процесс шлифования идет непрерывно. При этом параллельно идут процессы: загрузки заготовок, шлифования и выгрузки обработанных роликов. При врезном способе обработки процесс шлифования идет циклично. Заготовка последовательно устанавливается в позицию обработки, далее шлифуется и выгружается. При этом возможно использование нескольких позиций обработки. При групповом способе обработки, производится обработка сразу партии заготовок роликов, но загрузка выполняется до начала процесса обработки. После окончания цикла шлифования заготовки выгружаются, и загружается новая партия.

По типу связи базирующих поверхностей ролика с установочными элементами приспособления методы базирования можно разделить на: жесткую (Ж), нежесткую подвижную (НЖП), податливую инструментальную (ПИ), податливую (П) и комбинированную (Кс) связи.

Ж-связь характеризуется жестким контактом ролика с установочными элементами приспособления, не исключающими деформации в контакте. Характерна для Ц-способов базирования. НЖП-связь применяется при возможности

2а1

2а2                  2а4

ЗА

2а

51а1

51аЗ

Заздзко

Выгрузка

51а2

Рис. 1. Схемы базирования 1а, 2а, 2б, 8а, 51а и соответствующие им способы реализации

99а

99а1

99аЗ

99а4

100а1

106а

106а1

106а2

107а

107а1

107а2

Рис. 2. Схемы базирования 99а, 100а, 106а, 107а и соответствующие им способы реализации

100а

смещения установочных элементов приспособления относительно базирующих элементов ролика. В ПИ-связи роль установочных элементов выполняет абразивный инструмент. В случае с П-связью базирование ролика происходит с применением элементов, имеющих уменьшенную жесткость контакта. Кс-связь представляет собой комбинации выше перечисленных типов.

По характеру проявления базы могут быть явными (Я), скрытыми (С) и комбинированными (К). Я-базами являются основные либо вспомогательные поверхности ролика: О, ТМ, ТБ, ФМ и ФБ. В качестве скрытых баз выступают: точка, ось симметрии ролика; плоскость симметрии, проходящая через ось ролика. Базирование по С-базам характерно для Ц-способов,

149а

149а1               155а           155а1

1896      189в

18961                 189в1                 197а1                19761

Рис. 3. Схемы базирования 148а, 149а, 155а, 189б, 189в и способы реализации

но встречается и в БЦ-способах. Базирование по С-базам обеспечивает повышение точности установки роликов не менее чем вдвое. Комплект баз при базировании: одна две или три поверхности.

По характеру контакта базирующих поверхностей ролика с сопряженными поверхностями приспособления можно выделить следующие типы: качение (Кч), скольжение (Ск), качение со скольжением (КС), качение с неподвижным контактом (КН), скольжение с неподвижным контактом (СН) и неподвижный контакт (НК). В БЦ-способах базирования применяются Кч и Ск типы контактов, в Ц-способах в основном Ск и НК типы контакта.

По наличию компенсации погрешностей известны способы с компенсацией погрешностей (КП) и без компенсации (Бкп). Может быть ком- пенсация следующих погрешностей: расположения, формы, размера.

Критерии закрепления ролика: по виду замыкания; типу сил, создающих силовое замыкание; источнику замыкающего усилия; характеру относительного движения базирующих поверхностей ролика относительно замыкающих поверхностей; степени проявления замыкающих сил; порядку выполнения закрепления; типу силового контура; способу компенсации погрешностей.

По виду замыкания закрепление бывает геометрическое и силовое. Наибольшее распространение имеет силовое замыкание.

Для силового замыкания используются: упругие силы материала деталей (У); силы резания (СР); силы трения (СТ); электромагнитные силы (ЭС).

Таблица 1. Способы базирования и установки заготовок роликов при шлифовании сферического торца

№ п/п	Схема базирования	Способ реализации	Содержание способа установки заготовки и метода обработки	Литер. источник
1	2а	2а4	БЦ-базирование по Я-базам по конической О между жесткими опорным и ведущим роликами и упругим прижимным роликом и по ТМ на осевом упоре. Врезное шлифование торцом круга.	1
2	149а, 155а	149а1, 155а1	Ц-базирование по С-базам бочкообразной О в цанговом патроне и по ТМ на осевом упоре. Врезное шлифование торцом круга.	2
3	51а	51а3	БЦ-базирование по С-базам конической О в призме и по ТМ на осевом упоре. Прижим и вращение - приводным роликом. Врезное шлифование торцом ШК.	3
4	99а	99а4	Ц-базирование с Я-базами по конической О в отверстии втулки, выполненной в торцевой части шпинделя изделия. Врезное шлифование торцом ШК.	4, 5
5	99а	99а3	Ц-базирование с Я-базами по конической О в отверстиях втулок, расположенных по окружности вращающегося диска. Групповое шлифование торцом ШК.	2
6	99а	99а1	Ц-базирование с Я-базами по конической О в отверстиях, радиально расположенных на периферии вращающегося диска. Сквозное шлифование торцом ШК.	13
7	148а	148а1	Ц-базирование с Я-базами по О в цанговом патроне. Врезное шлифование торцом ШК.	2
8	189б, 189в	18961,1 89в1	Ц-базирование по С-базам по ЦМ, ЦБ в центрах и с приводом вращения по ТМ. Врезное шлифование торцом или кромкой ШК.	-
9	2б	261	БЦ-базирование с Я-базами по О на опорном ведущем круге и жесткой опоре и по ТМ на осевом упоре. Врезное шлифование периферией ШК.	-
10	2а	2а2	БЦ-базирование с Я-базами по О между жестким и упругим дисками, сепаратором и по ТМ на осевом упоре с круговой подачей по конической поверхности. Сквозное шлифование торцом ШК.	2, 4
11	2а	2а1	БЦ-базирование по Я-базе по О между жестким и упругим дисками, сепаратором и по ТМ на осевом упоре с круговой подачей в плоскости. Сквозное шлифование периферией или торцом ШК.	2, 4, 6
12	1а	1а1	БЦ-базирование с Я-базам по конической О между двумя жесткими дисками и сепаратором с круговой подачей в плоскости. Сквозное шлифование периферией или торцом ШК.	7, 8, 9
13	1а	1а3	БЦ-базирование с Я-базами по конической О между двумя жесткими дисками и сепаратором с круговой подачей по конусу. Групповое шлифование торцом ШК.	10
14	51а	51а1, 51а2	БЦ-базирование с С-базами по конической О между опорным диском с призмами и упругим приводным диском и по ТМ на осевых упорах с круговой подачей в плоскости. Сквозное шлифование периферией или торцом ШК.	11, 12
15	148а	148а2	Ц-базирование по С-базам на бочкообразную О в цанговом патроне с регулируемыми опорами. Врезное шлифование торцом ШК.	2
16	107а	107а2	Ц-базирование по Я-базам бочкообразных роликов по сферическому ТМ на сферическом вращающемся магнитном столе. Групповое шлифование торцом ШК.	2

Таблица 1. Способы базирования и установки заготовок роликов при шлифовании сферического торца (окончание)

17	107а	107а1	Ц-6азирование по Я-6азам роликов по плоскому ТМ на плоском вращающемся магнитном столе. Групповое шлифование периферией ШК.	2
18	100а	100а1	Ц-6азирование с Я-6азами на О по центрирующим пояскам и по ТМ на осевом упоре во вращающемся магнитном патроне. Групповое шлифование торцом ШК.	2
19	8а	8а1	БЦ-6азирование с Я-6азами по ТМ на опоре и 6очкоо6раз-ной О между жестким и упругим дисками с круговой подачей по конусу. Сквозное шлифование торцом ШК.	4
20	106а	106а1	Ц-6азирование с Я-6азами по ТМ на магнитной опоре в магнитном патроне и 6очкоо6разной О по центрирующему пояску. Групповое шлифование торцом ШК.	2
21	106а	106а2	Ц-6азирование с Я-6азами по ТМ в торце магнитной втулки и 6очкоо6разной О по центрирующему пояску. Врезное шлифование торцом ШК.	2
22	197а	197а1	К-6азирование с Я-6азами по конической О в отверстии конических втулок. Втулки вместе с роликами установлены по Я-6азам между торцами двух жестких соосных дисков. Сквозное шлифование периферией или торцом ШК.	14
23	1976	19761	К-6азирование с С-6азами по конической О между жестким диском и катками-сателлитами. Катки-сателлиты по Я-6азе установлены в корпусе сепаратора и опираются на второй жесткий диск.	15

Рис. 4. Алгоритм выбора способа базирования сферических торцов роликов и схемы реализации выбранного способа базирования ческих роликов. Научно-технический сборник «Подшипниковая промышленность» - М.: ВНИПП, 1971. №2.

• 4.    Зарецкий А.В. Шлифование сферических торцовых поверхностей тел качения роликовых подшипников. (Обзор) М.: ВНИПП, 1971. С. 5-21.

• 5.    Руководство к автомату для шлифовки сферической базы конических роликов мод. МШ-26. Завод заточных станков. Витебск, 1957 - 45с.

• 6.    Мазур И.К., Тарасов Л.И., Кирюхин В.М. и д.р. Устройство для шлифования сферических торцов роликов. А. с. 670422 (СССР). МКИ В24, В 19/06, БИ, 24, 1979.

• 7.    Зарецкий А.В. Капель А.П. Станок для шлифования сферических торцов конических роликов. А. с. 192652 (СССР). МКИ В24, В 24/01, БИ, 5, 1967.

• 8.    Михайлова Л.Н., Коротков Б.И. Устройство для непрерывного шлифования сферических торцов роликов. А. с. 1033291 (СССР). МКИ В24, В 11/00, БИ, 29, 1983.

• 9.    Устинов В.Г., Мухин Б.И., Коротков Б.И. Устройство для непрерывного шлифования сферических торцов конических роликов. А. с. 514681 (СССР).

• 10.    Кощейков Б.П., Шеин А.В. Способ шлифования сферических торцов конических роликов. Патент RU 2094210. МКИ В24, В 11/00. БИ, 30, 1997.

• 11.    Прилуцкий В.А., Парфенов В.А., Бурик А.В. Способ шлифования сферических торцов конических роликов. Патент RU 2351454. МКИ В24, В 11/00. БИ, 10, 2009.

• 12.    Прилуцкий В.А., Парфенов В.А., Кравцов А.А. Способ шлифования сферических торцов конических роликов. Патент RU 2419531. МКИ В24, В 11/00. БИ, 15, 2011.

• 13.    Рахчеев В.Г., Кощейков Б.П., Филин А.Н., Швидак И.А., Николаев В.А. Способ непрерывного шлифования сферических торцов конических роликов. Патент RU 2162401 C2. МКИ В24, В 11/00. БИ, 3, 2001.

• 14.    Прилуцкий В.А., Парфенов В.А. Способ шлифования сферических торцов конических роликов. Патент RU 2452603. МКИ В24, В 11/00. БИ, 16, 2012.

• 15.    Алексеенко А.Ф., Ковалев А.В., Проскуряков Ю.Г., Коротков Б.И. Устройство для шлифования сферических торцов конических роликов. А. с. 1123841(СССР). МКИ В24, В 11/00. БИ, 42, 1984.

МКИ В24, В 11/00, БИ, 19, 1976

CHOICE OF A METHOD INSTALLATION WORK PIECE OF ROLLER WHEN GRINDING ITS SPHERE

По источнику замыкающего усилия оно может быть: от сопряженных деталей приспособления; от абразивного инструмента.

Характер контакта ролика с сопряженными поверхностями приспособления: качение (по прижимному диску, ролику); скольжение (по ШК, опорному ножу, призме) и неподвижный контакт (в цанге, в отверстии втулки).

По степени проявления замыкающих сил они могут быть явными (ЯЗ) и косвенными (КЗ). ЯЗ-замыкающие усилия проявляются в прямом силовом воздействии на ролик. КЗ-замыкающие усилия выражаются в неявном виде.

По порядку выполнения закрепления силовое замыкание может быть: последовательным (ПЗ) или параллельным (ПР).

По типу силового контура замыкание может быть: разомкнутое (РК), замкнутое (ЗК).

Способы компенсации погрешностей закрепления: по типу погрешности для компенсации; по схеме и направлению приложенных сил и моментов.

По типу погрешности для компенсации: компенсация погрешности формы, размера, расположения, комплексная.

На основе рассмотренных критериев в систематизированы и описаны все основные применяемые схемы базирования при шлифовании сферических торцов роликов, реализо-

ванные способы обработки и их краткие характеристики (табл.1). Это позволило разработать методику выбора наиболее рациональной схемы базирования и способа реализации в виде алгоритма (рис.4) .

ВЫВОДЫ

Проанализированы и систематизированы способы базирования и закрепления, применяемые при шлифовании сферических торцов конических и бочкообразных роликов, обеспечивающие возможность выбора наиболее рациональных способ установки и методов обработки. Разработан алгоритм выбора наиболее рациональной схемы базирования и способа реализации.