RU2821982C1 - Способ чистовой обработки колец подшипников - Google Patents
Способ чистовой обработки колец подшипников Download PDFInfo
- Publication number
- RU2821982C1 RU2821982C1 RU2023124759A RU2023124759A RU2821982C1 RU 2821982 C1 RU2821982 C1 RU 2821982C1 RU 2023124759 A RU2023124759 A RU 2023124759A RU 2023124759 A RU2023124759 A RU 2023124759A RU 2821982 C1 RU2821982 C1 RU 2821982C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bars
- rotation
- bearing
- processed
- axis
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к чистовой обработке колец подшипников. Осуществляют расположение абразивных брусков в инструментальной головке вокруг обрабатываемой поверхности детали наклонно. Сообщают вращения детали и упомянутой головке. Упомянутым брускам сообщают вращение в инструментальной головке вокруг оси, пересекающейся с осью вращения детали и головки в центре симметрии обрабатываемого профиля, совмещенном с центром симметрии брусков. Угол пересечения осей брусков и детали и ширина абразивных брусков определяются по формулам: , где α - технологический угол пересечения осей вращения брусков и детали; е - радиальный зазор в подшипнике, для которого предназначена обрабатываемая деталь; 1эфф - эффективная длина ролика в подшипнике, для которого предназначена обрабатываемая деталь; L - ширина абразивных брусков; D - диаметр обрабатываемой поверхности детали; В - ширина обрабатываемой детали; K1 = 10-15 - коэффициент, учитывающий износ брусков. В результате повышается качество и производительность чистовой обработки. 3 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам чистовой обработки дорожек качения подшипников.
Известны способы чистовой обработки дорожек качения колец подшипников [1], [2], при которых обработка осуществляется инструментальной головкой, оснащенной абразивными брусками, ось вращения которой расположена под углом к оси вращения обрабатываемой детали и пересекается с ней в плоскости симметрии профиля обрабатываемой поверхности детали.
Недостатком данных способов является их ограниченная производительность, вызванная противоречивым влиянием частоты вращения головки на величину съема металла, так как с одной стороны с увеличением частоты вращения головки увеличивается составляющая скорости движения брусков вдоль профиля обрабатываемой поверхности детали, при этом бруски более интенсивно самозатачиваются. Это способствует возрастанию величины съема металла. С другой стороны увеличивается скорость резания, направленная вдоль обрабатываемой поверхности. Это приводит к засаливанию абразивных брусков и уменьшению их режущей способности.
Известны способы брусковой обработки [3], [4], при которых обработку осуществляют инструментальной головкой с абразивными брусками, закрепленной на оси кривошипного механизма для придания ей кругового движения. Данные методы сложны в осуществлении и не обладают высокой точностью формообразования обрабатываемой поверхности в продольном и поперечном сечении. Наличие кривошипного механизма снижает точность обработки, т.к. этот механизм содержит детали, сопряженные друг с другом с зазорами, приводящими к возникновению дополнительных вибраций.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу (прототипом) является способ чистовой обработки [5], при котором абразивные бруски закрепляют в инструментальной головке, установленной под углом к детали с пересечением их осей в плоскости симметрии обрабатываемого профиля и сообщают детали вращение, а головке - круговое движение по конической поверхности относительно оси вращения детали с вершиной, лежащей в точке пересечения их осей, при этом угол пересечения осей выбирают постоянным и рассчитывают в зависимости от геометрических параметров бруска и обрабатываемой детали.
Недостатком данного способа является недостаточно высокая точность формообразования обрабатываемой поверхности из-за необходимости использования для его осуществления дополнительного сложного устройства, обеспечивающего вращательное движение инструментальной головки по конической поверхности. Это устройство очевидно будет вносить дополнительные погрешности в систему инструмент-деталь.
Кроме того, данный способ обработки не будет обеспечивать необходимую точность формообразования профиля обрабатываемой поверхности, так как он не предусматривает совмещение центра симметрии брусков с центром симметрии обрабатываемого профиля. Только при таком условии возможно обеспечение необходимой точности профилирования. Пересечение осей вращения головки и детали в плоскости симметрии обрабатываемого профиля недостаточно для обеспечения качественной обработки, т.к. при этом из-за не совмещения центров симметрии брусков и детали, возможен отрыв брусков от обрабатываемой поверхности, а также контакт брусков с отдельными участками поверхности обработки с различным давлением. Это приведет к снижению производительности и точности обработки.
Задачей изобретения является повышение качества и производительности чистовой обработки колец подшипников.
Задача решается тем, что в способе чистовой обработки колец подшипников абразивные бруски закрепляют в инструментальной головке вокруг обрабатываемой поверхности, сообщают детали и головке вращение, так что ось вращения инструментальной головки совпадает с осью вращения детали, брускам сообщают вращение в инструментальной головке вокруг оси, пересекающейся с осью вращения детали и головки в центре симметрии обрабатываемого профиля, совмещенном с центром симметрии брусков, а угол пересечения осей и ширина абразивных брусков определяются по формулам:
где
α - технологический угол пересечения осей вращения брусков и детали;
е - радиальный зазор в подшипнике, для которого предназначена обрабатываемая деталь;
1эфф - эффективная длина ролика в подшипнике, для которого предназначена обрабатываемая деталь;
L - ширина абразивных брусков;
D - диаметр обрабатываемой поверхности;
В - длина проекции профиля обрабатываемой поверхности на ось детали;
К1=10-15 - коэффициент, учитывающий износ брусков.
Существенными признаками заявляемого технического решения, которые отличают его от прототипа и обуславливают соответствие этого решения критерию "новизна" являются следующие:
1. Вращение инструментальной головки осуществляется вокруг оси, совпадающей с осью вращения детали, а вращение брусков в инструментальной головке -вокруг наклонной оси.
2. Ось вращения брусков, расположенных в инструментальной головке наклонно, пересекается с осью вращения детали и головки в центре симметрии обрабатываемого профиля, совмещенном с центром симметрии брусков.
3. Технологический угол пересечения осей вращения брусков и детали выбирается, равным максимально допустимому углу перекоса колец подшипника, деталь которого подвергается обработке и определяется по формуле:
где
К1=10-15 - коэффициент, учитывающий износ брусков;
α - технологический угол пересечения осей вращения брусков и детали;
е - радиальный зазор в подшипнике, для которого предназначена обрабатываемая деталь;
1эфф - эффективная длина ролика в подшипнике, для которого предназначена обрабатываемая деталь.
4. Ширина брусков выбирается в зависимости от геометрических размеров заготовки и технологический угол пересечения осей вращения брусков и детали по формуле:
где
D - диаметр обрабатываемой поверхности;
α - технологический угол пересечения осей вращения брусков и детали;
В - ширина обрабатываемой поверхности.
Среди известных технических решений нами не обнаружены решения со сходными признаками. Следовательно, заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.
Совокупность известных по прототипу и перечисленных новых существенных признаков обеспечивает достижение положительного эффекта при осуществлении изобретения:
1. Повышение качества обработки, так как вращение инструментальной головки вокруг оси, совпадающей с осью вращения детали и вращение брусков в инструментальной головке вокруг наклонной оси исключает необходимость использования дополнительных устройств для обеспечения рабочего движения брусков по обрабатываемой поверхности.
2. Обеспечение необходимой точности обрабатываемой детали в продольном и поперечном сечении, так как ось вращения брусков, расположенных в инструментальной головке наклонно, пересекается с осью вращения детали и головки в центре симметрии обрабатываемого профиля, совмещенном с центром симметрии брусков.
3. Повышение работоспособности подшипников. Известно, что для повышения работоспособности роликоподшипников в реальных условиях эксплуатации при наличии неизбежных эксплуатационных перекосов профиль дорожек качения или роликов изготавливают с небольшой выпуклостью, которая устраняет кромочный контакт ролика с дорожкой качения. При работе подшипника под нагрузкой в условиях перекоса колец, выпуклость упруго деформируется, и ролик взаимодействует с дорожкой качения всей своей рабочей поверхностью без кромочного контакта. Величина выпуклости обеспечивается в пределах нескольких микрометров и зависит от величины эксплуатационного перекоса колец.
4. Вместе с тем, известно, что для каждого типоразмера роликоподшипника регламентируется максимально допустимый перекос колец, при котором роликоподшипник может успешно работать. Таким образом, если угол скрещивания осей брусков и обрабатываемого кольца задать равным максимально допустимому углу перекоса для роликоподшипника, кольцо которого подвергается обработке, то обрабатываемый профиль приобретет выпуклость, которая требуется для успешной работы роликоподшипника в условиях допустимого перекоса колец для данного типоразмера подшипника. Такая величина и форма выпуклости роликовой дорожки будет приемлема и для работы подшипника в условиях перекосов колец, меньших допустимого.
В работе [6] приводится выражение для определения допустимого угла α перекоса колец для цилиндрических роликовых подшипников в зависимости от радиального зазора е:
где
е - радиальный зазор в подшипнике, для которого предназначена обрабатываемая деталь;
1эфф - эффективная длина ролика в подшипнике, для которого предназначена обрабатываемая деталь.
Как отмечалось выше, если угол скрещивания осей брусков и обрабатываемой детали задать равным углу в выражении (1), то на обрабатываемой поверхности будет сформирован профиль и величина выпуклости, пригодные для работы подшипника в условиях максимально допустимого эксплуатационного перекоса. Примерно такой профиль формируется на рабочей поверхности в процессе приработки деталей подшипника в ходе эксплуатации в реальных условиях при наличии неизбежных перекосов колец. Таким образом, в результате обработки дорожек качения колец подшипников предложенным способом на обрабатываемой поверхности будет формироваться профиль, близкий к эксплуатационному, что будет способствовать значительному повышению эксплуатационных свойств опор качения.
Однако абразивные бруски, работающие под наклоном, формируют обрабатываемый профиль на начальном этапе обработки, затем они изнашиваются, прирабатываются к обрабатываемой поверхности и не в полной мере обеспечивают нужный профиль и величину выпуклости. Поэтому в выражение (1) необходимо ввести поправочный коэффициент, компенсирующий износ и приработку абразивных брусков. С учетом вышесказанного, а также принимая во внимание то, что 1 радиан примерно равен 57,3 градуса, выражение (1) приобретет следующий вид:
где
К1=10-15 - коэффициент, учитывающий износ брусков;
5. Повышение качества обработки за счет обеспечения предложенного соотношения между углом скрещивания осей вращения и шириной абразивных брусков.
Данное соотношение полученно следующим образом. Рассмотрим схему взаимодействия брусков и детали, представленную на Фиг. 3. Из треугольника OAK получим:
где D - диаметр обрабатываемой поверхности; а; - технологический угол пересечения осей вращения брусков и детали.
Отрезок 2АК (Фиг. 3) можно рассматривать как величину, на которую уменьшается ширина бруска L по сравнению с шириной обрабатываемой поверхности В в зависимости от угла наклона бруска α. Тогда ширину бруска L можно представить в следующем виде:
Из выражения (4)
Подставляя выражение (5) в формулу (3), получим:
Запишем выражение (6) в следующем виде:
Выражение (7) позволяет определить ширину бруска в зависимости от технологического угла пересечения осей вращения брусков и детали.
Произвольный выбор ширины брусков приведет к отсутствию обработки краевых участков обрабатываемой поверхности - при зауженном бруске и к поломке бруска - при завышенной ширине.
Сущность изобретения поясняется схемами расположения брусков в процессе осуществления предложенного технического решения: на Фиг. 1 представлено исходное расположение брусков, на Фиг. 2 - разрез А-А.
Позициями обозначены:
1-4 - Бруски
5 - Брускодержатель
6 - Обрабатываемая поверхность
7 - Деталь
8-9 - Оси
10 - Центр симметрии
11 - Инструментальная головка
В рассматриваемом примере в процессе обработки используется 4 абразивных бруска 1-4 (Фиг. 1), которые закрепляют в брускодержателе 5 так, чтобы они могли под действием силы прижима перемещаться к обрабатываемой поверхности 6 детали 7. Брускодержатель 5 с брусками 1 -4 располагают в инструментальной головке 11 наклонно, так чтобы его ось 9 пересекалась под острым углом α с осью 8 вращения детали 7. При этом брускодержатель 5 установлен в инструментальной головке 11 с возможностью вращения вокруг собственной наклонной оси 9. Детали 7 сообщают вращение вокруг оси 8, а брускодержателю 5 с брусками 1-4 придают вращение вокруг наклонной оси 9. Точку Q пересечения осей 8 и 9 совмещают с центром симметрии 10 обрабатываемой поверхности 6. При этом инструментальной головке 11 придают вращение вокруг собственной оси 12, совпадающей с осью 8 вращения детали 7.
В процессе обработки абразивные бруски 1-4, вращаясь вокруг обрабатываемой поверхности 6, перемещаются по обрабатываемому профилю 13, с переменным давлением. На начальном этапе обработки давление брусков 1-4 в краевых зонах обрабатываемого профиля 13 будет больше чем в средней его части. В этот период будет формироваться выпуклый профиль 13 обрабатываемой поверхности 6. На последующем этапе обработки в результате приработки брусков 1-4 формообразование обрабатываемого профиля 13 будет осуществляться за счет различного времени контакта брусков 1-4 с отдельными участками обрабатываемого профиля 13. В краевых участках обрабатываемого профиля 13 время контакта брусков 1-4 будет больше, чем в центральной части. Это тоже будет способствовать образованию необходимой выпуклости обрабатываемого профиля 13.
В качестве примера рассмотрим обработку дорожки качения внутреннего кольца роликоподшипника № 42305. Данный подшипник будет собран с радиальным зазором по 5 группе. В этом случае радиальный зазор должен находиться в пределах 0,015-0,025 мм. Примем радиальный зазор е= 0,020 мм. Эффективная длина ролика для данного типоразмера подшипника составляет 1эфф = 9,0 мм, ширина обрабатываемой поверхности в данном случае равна эффективной длине ролика и составляет 9 мм, коэффициент, учитывающий износ брусков K1 = 15;
Используя выражение (2), определим необходимый технологический угол пересечения осей вращения брусков и детали:
Принимаем α=2 град. Диаметр обрабатываемой поверхности D=34 мм, длина обрабатываемой поверхности В=9 мм. Используя выражение (7), определим ширину абразивных брусков:
Таким образом, чтобы осуществить обработку дорожки качения внутреннего кольца роликоподшипника № 42305 и получить геометрические параметры обрабатываемого профиля, близкие к эксплуатационным, необходимо технологический угол пересечения осей вращения брусков и детали or задать равным 2 градусам, при этом ширина брусков L должна равняться 7,6 мм.
Используемые источники
1. А.С. СССР № 1337238. Способ чистовой обработки /Королев А.В., Давиденко О.Ю./ опубл. БИ № 34 15.09.87 г.
2. Патент РФ № 1706134. Способ чистовой обработки /Королев А.В., Давиденко О.Ю., Чистяков А.А./ опубл. 1995.01.27.
3. Патент РФ № 2325259. Способ чистовой обработки /Королев А.В., Крайнов С.С., Королев А.А. /опубл. 2008.05.27.
4. Патент РФ № 2282527. Способ чистовой обработки /Королев А.В., Грищенко О.В., Королев А.А. /опубл. 2006.08.27.
5. Патент РФ № 2053100. Способ чистовой обработки /Королев А.В., Рабинович А.Д., Бржозовский Б.М./ опубл. 1996.01.27.
6. Саверский А.С, Чистик Н.Б., Юсим С.Я. Влияние перекоса колец на работоспособность подшипников качения: Обзор. - М.: НИИНАвтопром, 1976.- 56 с.
Claims (10)
- Способ чистовой обработки колец подшипников, включающий расположение абразивных брусков в инструментальной головке вокруг обрабатываемой поверхности детали наклонно, сообщение вращения детали и упомянутой головке, отличающийся тем, что ось вращения инструментальной головки совпадает с осью вращения детали, при этом упомянутым брускам сообщают вращение в инструментальной головке вокруг оси, пересекающейся с осью вращения детали и головки в центре симметрии обрабатываемого профиля, совмещенном с центром симметрии брусков, а угол пересечения осей брусков и детали и ширина абразивных брусков определяются по формулам:
-
- где
- α - технологический угол пересечения осей вращения брусков и детали;
- е - радиальный зазор в подшипнике, для которого предназначена обрабатываемая деталь;
- 1эфф - эффективная длина ролика в подшипнике, для которого предназначена обрабатываемая деталь;
- L - ширина абразивных брусков;
- D - диаметр обрабатываемой поверхности детали;
- В - ширина обрабатываемой детали;
- K1 = 10-15 - коэффициент, учитывающий износ брусков.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2821982C1 true RU2821982C1 (ru) | 2024-06-28 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2053100C1 (ru) * | 1992-11-30 | 1996-01-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие нестандартных изделий машиностроения" | Способ чистовой обработки |
WO2009127178A1 (de) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover | Vorrichtung und spanloses umformungsverfahren zum einbringen eines aussenprofils in ein werkstück |
RU2608115C1 (ru) * | 2015-10-08 | 2017-01-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Бесцентровой станок для обкатки и стабилизации кольцевых деталей |
RU2611615C1 (ru) * | 2015-10-08 | 2017-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Установка для раскатки и стабилизации дорожек качения шариковых подшипников |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2053100C1 (ru) * | 1992-11-30 | 1996-01-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие нестандартных изделий машиностроения" | Способ чистовой обработки |
WO2009127178A1 (de) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover | Vorrichtung und spanloses umformungsverfahren zum einbringen eines aussenprofils in ein werkstück |
RU2608115C1 (ru) * | 2015-10-08 | 2017-01-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Бесцентровой станок для обкатки и стабилизации кольцевых деталей |
RU2611615C1 (ru) * | 2015-10-08 | 2017-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Установка для раскатки и стабилизации дорожек качения шариковых подшипников |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8459876B2 (en) | Rolling bearing and method for the production thereof | |
JP3003386B2 (ja) | 転がり摺動部品 | |
JP2003021145A (ja) | ころ軸受 | |
CN109746833A (zh) | 圆锥滚子球基面磨削力的计算方法 | |
JP4520811B2 (ja) | 改善されたころがり接触面の形成方法 | |
RU2821982C1 (ru) | Способ чистовой обработки колец подшипников | |
JP2003120687A (ja) | 円すいころ軸受およびその加工方法 | |
US2187471A (en) | Grinding | |
CN101704204A (zh) | 球面滚子无心贯穿式超精研方法 | |
JPH0712119A (ja) | 円筒ころ軸受 | |
JPWO2006104130A1 (ja) | 超仕上砥石及びそれを用いた超仕上加工方法 | |
RU2415004C1 (ru) | Способ бесцентрового шлифования шариков | |
RU201352U1 (ru) | Устройство для бесцентрового шлифования шариков | |
JP2013169563A (ja) | リングローリング加工方法 | |
RU2734606C1 (ru) | Способ шлифования сферического торца конических роликов | |
KR100774237B1 (ko) | 자동 조심 구름 베어링 및 그 가공 방법 | |
RU2213652C2 (ru) | Устройство для безабразивной доводки дорожек качения колец подшипников | |
RU2162401C2 (ru) | Способ непрерывного шлифования сферических торцов конических роликов | |
RU2207943C2 (ru) | Способ безабразивной обработки дорожек качения подшипников и устройство для его осуществления | |
SU416220A1 (ru) | ||
RU2282527C2 (ru) | Способ чистовой обработки | |
RU2325259C2 (ru) | Способ чистовой обработки | |
SU512034A1 (ru) | Способ чистовой обработки вогнутых тороидальных поверхностей | |
SU1602699A1 (ru) | Способ непрерывной доводки сферических торцов конических роликов | |
SU948627A1 (ru) | Способ доводки шариков |