Технология суперфинишной абразивной обработки

УДК 621.75

А.В. Королев, С.С. Крайнов ТЕХНОЛОГИЯ СУПЕРФИНИШНОЙ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ

Рассмотрены технологические преимущества новой технологии су-перфинишной обработки деталей типа колец подшипников. Приведены примеры практического использования данной технологии на базе новой конструкции суперфинишного автомата.

А^. Koroljov, S.S. Krainov

THE TECHNOLOGY OF SUPER FINISHING ABRASIVE TREATMENT

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

Формирование внутренней геометрии опор качения окончательно осуществляется на операциях суперфиниширования. Однако технологические возможности традиционных методов суперфиниширования весьма ограничены. Эти методы мало производительны, обладают пониженными формообразующими возможностями, имеют низкий уровень универсальности и технологической гибкости, трудно автоматизируемы, что, с одной стороны, существенно ограничивает их использование в производстве, особенно в условиях гибких производственных систем, с другой - сдерживает внедрение в промышленность высокоэффективных конструкций опор качения повышенной надежности и долговечности. Существующие технологии на современных станках осуществляют обработку в два перехода последовательно на двух установах с использованием одного бруска (абразивного инструмента) на каждом переходе. На первом переходе осуществляется предварительный съем металла, на втором - осуществляется более тонкая обработка, обеспечивающая необходимую шероховатость дорожки качения.

Научным коллективом, возглавляемым авторами, разработаны теоретиковероятностные основы процессов абразивной обработки, которые позволили определить новые перспективные направления их дальнейшего совершенствования и, в частности, предложить эффективную технологию суперфиниширования деталей опор качения [1-3 и др.]. Отличительной особенностью этой технологии является то, что обработка осуществляется по многобрусковой схеме, а осцилляция абразивных брусков заменена на плавное круговое движение вокруг точки симметрии вращающейся обрабатываемой поверхности детали. Тем самым обеспечивается активное самозатачивание инструмента, рабочая поверхность брусков очищается от стружки и шлама, сохраняются высокие режущие свойства инструмента на всем протяжении обработки. Кроме того, кинематика процесса обработки обеспечивает повышенный съем металла по краям обрабатываемой поверхности, что надежно предотвращает вогнутость образующей.

Предложенная технология явилась основой развития принципиально нового направления в создании технологического оборудования для суперфинишной обработки. Последние модели многобрусковых суперфинишных автоматов осуществляют обработку широкого спектра деталей, в том числе колец подшипников различных типов, коротких втулок, осей, 76

шаровых поверхностей и т.д. Основными преимуществами этих автоматов по сравнению с лучшими мировыми аналогами являются следующие:

1. Высокая производительность, так как в работе участвует одновременно насколько абразивных брусков, а инструмент в процессе обработки самоочищается от стружки и шлама и постоянно сохраняет высокие режущие свойства.

2. Высокая исправляющая способность процесса, так как за счет одновременной работы нескольких инструментов активно исправляется не только волнистость, но и гранность и даже овал.

3. Гарантированное обеспечение выпуклости профиля дорожки качения в заданных пределах, за счет оригинальной кинематики процесса.

4. Простота обслуживания автомата, невысокая потребная квалификация наладчика, так как не требуется тщательной настройки автомата за счет того, что абразивный инструмент самоустанавливается относительно обрабатываемой поверхности.

5. Низкие затраты электроэнергии - в 23 раза ниже, чем у аналогов.

6. Небольшие потребные производственные площади, так как автомат имеет небольшие габариты за счет осуществления процесса обработки за один установ и др.

7. Высокая универсальность автомата, так как при простой переналадке он может использоваться для обработки внутренних, наружных, цилиндрических, сферических, со сложным профилем, конических и других поверхностей деталей, в том числе колец двухрядных подшипников.

В качестве примера ниже приведены результаты многобрускового суперфиниширования дорожек качения колец шариковых однорядных, шариковых двухрядных и конических подшипников.

Внутренние кольца подшипников серии 204

Наименование показателей После шлифования После суперфиниширования

Шероховатость Яа 0,58...0,63 мкм 0,08...0,16 мкм

Волнистость 0,25...0,30 мкм 0,10...0,05 мкм

Некруглость 2...4 мкм 1,5...2,5 мкм

Отклонение профиля 5...8 мкм 1,5...6,0 мкм

Высокая практическая значимость полученных результатов подтверждается тем, что многобрусковые суперфинишные автоматы, работающие по предложенной технологии, производятся серийно Саратовским НПП НИМ и успешно эксплуатируются на Саратовском подшипниковом заводе, на 10-м подшипниковом заводе г. Ростова. Указанные автоматы мо-

Многобрусковый суперфинишный автомат модели МСА-2000

гут применяться не только в подшипниковой промышленности, но и в автомобильной промышленности, станкостроении, производстве двигателей, приборостроении и т.д.

Наружные кольца конических подшипников 7506

Наименование показателей Конус 10 Конус 40 Конус 70 Конус 110

Изменение угла конуса +12” -12” +10” -20 “

Непрямолинейность до после -8 мкм +2 мкм -10 мкм + 3 мкм -11 мкм +1 мкм -10 мкм +3 мкм

Шероховатость Яа до после 0,5 мкм 0,08 мкм 0,7 мкм 0,10 мкм 0,6 мкм 0,10 мкм 0,5 мкм 0,12 мкм

Волнистость: до после 0,3 мкм 0.05 мкм 0,4 мкм 0,04 мкм мкм 0,05 мкм 0,3 мкм 0,05 мкм

Некруглость: до после 1,0 мкм 0,55 мкм 1,2 мкм 0,60 мкм 1,1 мкм 0,55 мкм 1,0 мкм 0,55 мкм

Наружные кольца конических подшипников 257907

Наименование показателей После шлифования После суперфиниширования

Разноразмерность дорожек 4...6 мкм 4...6 мкм

Шероховатость Яа 0,58...0,63 мкм 0,12 мкм

Волнистость 0,25...0,30 мкм 0,03...0,05 мкм

Некруглость 2...4 мкм 1,5...2,5 мкм

Отклонение профиля 5...8 мкм 1,5...5,0 мкм

ЛИТЕРАТУРА

1. 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, А.А. Королев. Саратов: СГТУ, 1997. 216 с.

2. Патент № 2072295 (РФ). Способ чистовой обработки / А.В. Королев и др. // Бюл. изобр. 1997. № 3.

3. Королев А.А. Современная технология формообразующего суперфиниширования поверхностей деталей вращения сложного профиля / А.А. Королев. Саратов: СГТУ, 2001. 156 с.

Королев Альберт Викторович -

доктор технических наук, профессор,

заведующий кафедрой «Технология машиностроения»

Саратовского государственного технического университета

Крайнов Сергей Сергеевич -

заместитель генерального директора по производству ОАО «Саратовский подшипниковый завод»