Плоское шлифование торцов колец крупногабаритных подшипников с требуемым качеством поверхности

Abstract

Кольца подшипников после термообработки приобретают отклонение от плоскостности и изогнутость торцовых поверхностей под действием остаточных температурных напряжений. Наличие изогнутости торцовой поверхности существенно усложняет процесс шлифования, поскольку под действием магнитного поля стола станка кольца получают дополнительную деформацию. Исследуется плоское шлифование периферией круга образцов из стали ШХ15. Математические модели приведённых к ширине образца составляющих силы резания, коэффициента шлифования и шероховатости обработанной поверхности (параметр Ra) получены методом полного факторного эксперимента типа 24, где 4 – число факторов. Экспериментальные исследования проведены при плоском шлифовании периферией круга образцов из стали ШХ15. Представлены алгоритмы и математические модели для определения осевой деформации при шлифовании колец крупногабаритных подшипников с начальными отклонениями от плоскостности торцов. Анализ формы торцовой поверхности нежестких колец сделан на примере наружных колец конического однорядного роликоподшипника из стали ШХ15. Для определения максимальных осевых упругих деформаций при изгибе кольца используется теория стержней малой кривизны. Максимальная осевая упругая деформация кольца при изгибе определяется методом Мора. Статическая неопределимость кольца раскрывается методом сил. Определяются условия обеспечения заданного допуска плоскостности торцовой поверхности кольца подшипника, учитывающие осевую деформацию кольца под действием магнитного поля станка и радиальной составляющей силы резания. Представлены алгоритм и методика определения оптимальных условий шлифования торцовой поверхности колец подшипников, обеспечивающих получение заданных требований к качеству обработанной поверхности (Ra, допуск плоскостности, отсутствие шлифовочных прижогов) при максимальной производительности процесса. Upon heat treatment, bearing races acquire a flatness deviation and a curvature at the end face surfaces under the effect of residual temperature stresses. The curvature of the end faces considerably complicates the grinding process, because the race is additionally deformed under the effect of the magnetic field on the machine table. The flat grinding with the periphery of a straight wheel of standards from steel of SHkh15 is probed. Mathematical models resulted to the width of standard of constituents of cutting force, g-ratio and roughness of the treated surface (parameter of Ra) got the method of complete factor experiment of type 24, where 4 is a number of factors. Algorithms and mathematical models are presented for determination of axial deformation at grinding of big bearings races with initial deviations from flatness of end faces. The shape of the end surfaces of the nonrigid races was analyzed with the example of the outer races of a conical single-row roller bearing from ShKh15 steel. The theory of small curvature bars is used for determination of maximal axial elastic deformations at the bending of race. Maximal axial elastic deformation of race at the bending of race is determined the method of More. The statistical uncertainty is expanded with the method of forces. The terms of providing of the required flatness tolerance of end surface are determined for bearing race, taking into account axial deformation of the race under the magnetic field effect on the machine table and the radial component of the grinding force. Algorithm and method is presented for determination of optimum terms grinding of end surface of bearing races, providing the receipt of the set requirements to quality of the treated surface (Ra, admittance of flatness, absence of grinder burns) at the maximum cutting efficiency of process.