книги из ГПНТБ / Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства [учеб. пособие]

162 ГЛ. 4. ОБДИРКА, ОПИЛИВАНИЕ И ОБКАТКА ШАРИКОВ

добны тем, которые применяются при шлифовании шариков. Описание их конструкций и особенностей эксплуатации при­ водится в гл. V.

§ 4. ВИДЫ И ПРИЧИНЫ БРАКА В ПРОЦЕССЕ ОПЕРАЦИЙ ОБДИРКИ, ОПИЛИВАНИЯ И ОБКАТКИ ШАРИКОВ

В случае нарушения установленных технологических режи­ мов и использования в процессе обработки некачественного ин­ струмента могут возникать некоторые виды брака, свойствен­ ные данной операции.

Рис. 61. Некоторые виды брака шариков, получаемые на операциях обдирки (а), штамповки (б, в, г, д), опи­ ливания (е) и обкатки (ж):.

ж — срезы.

Так, основным видом брака, который может иметь место в процессе обработки шариков на операции обдирки облоя и по­ люсных выступов, является нанесение на шарики (в месте об­ лоя, полюсов и на боковую поверхность) дефектов от чрезмер­ ного вдавливания зубьев обдирочных дисков. Это может произойти из-за некачественной наладки станка или несоот­ ветствия параметров используемого диска тем, которые преду­ смотрены для обработки данного размера шариков. Общий вид бракованных іііариков с дефектами показан на рис. 61.

В процессе операций опиливания и обкатки шариков могут возникать основные виды брака, которые совместно с вызываю­ щими их причинами возникновения и необходимыми мерами по устранению приведены соответственно в табл. 21 и 22.

Общий вид основных из указанных в табл. 21 и 22 типов брака показан на рис. 61.

§ 5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ НА ШАРИКООБДИРОЧНЫХ, ШАРИКООПИЛОВОЧНЫХ

И ШАРИКООБКАТНЫХ СТАНКАХ

Основные общие положения по соблюдению правил техники безопасности, проведению инструктажей и т. п. были изложены ранее в § 6 гл. III. Мы осветим только вопросы, непосредствен­ но относящиеся к рассматриваемому оборудованию.

При работе на шарикообдирочных, шарикоопиловочных и шарикообкатных станках необходимо соблюдать следующие основные правила по технике безопасности.

1. Не допускать к работе на станке рабочего, который не ознакомлен предварительно с общими правилами по технике безопасности и инструкцией или руководством по обслужива­

нию данного станка.

2. Запрещается запускать в работу станок, если не установ­ лены на место необходимые крышки и ограждения привода и

движущихся механизмов.

3. Не включать вводного выключателя, если не закрыты дверки гидро- и электрошкафа.

166ГЛ. 4. ОБДИРКА; ОПИЛИВАНИЕ И ОБКАТКА ШАРИКОВ

4.Перед пуском в работу станок, привод элеватора, гидро­ агрегат, электродвигатель главного привода и элеватор долж­ ны быть надежно заземлены.

5.Перед пуском станка в работу необходимо проверить на­ дежность крепления рабочих дисков, распределительных ко­ робок, отбирающих пластин, лотков и т. п.

6.Запрещается производить установку или съем рабочих дисков без использования кран-балки или других подъемно­ транспортных механизмов.

7.Упоры или предохранительные гайки необходимо настро­ ить таким образом, чтобы исключить посадку диска на диск в момент вращения шпинделя.

8.Рабочее место у станка не должно быть скользким и за­ громожденным посторонними предметами, деталями и инстру­ ментом.

9.Запрещается нарушать установленные'для данного стан­ ка технологические режимы.

10.Запрещается во время работы станка производить его регулировку и подналадку.

11.Чистка и обтирка станка должны производиться при полной остановке его после отключения от электросети.

12.Запрещается неквалифицированным рабочим произво­ дить ремонт электроаппаратуры станка.

13.Ремонт электроаппаратуры станка производить только после отключения его от электросети.

14.Окончив работу или покидая станок во время работы, необходимо отключить его от электросети.

15.Запрещается использовать в работе непригодный инст­ румент: диски с глубокими трещинами и неправильно выполнен­

ными крепежными отверстиями, распределительные коробки и отбирающие пластины, не соответствующие установленным габаритным размерам, твердости и т. п.

16.Заправка на наждачном точиле мелкого инструмента, используемого при наладке станка, может производиться толь­ ко при соблюдении соответствующих правил техники безопас­ ности (на исправном наждачном точиле, с использованием за­ щитных очков и т. п.).

17.Необходимо пользоваться индивидуальными средствами защиты от вредного воздействия шума, характерного для ша­ рикового производства, и т. д.

Контрольные вопросы

1.Каковы технологические особенности операций обдирки облоя и по­ люсных выступов, опиливания и обкатки шариков?

2.Рассказать об устройстве шарикоопиловочного станка модели

JUOC-13.

3.Рассказать об устройстве шарикоопиловочного станка модели ВШ-304М1.

4.Рассказать об устройстве шарикоопиловочного станка модели ВІЛ-90М.

5.Рассказать об устройстве шарикообкатных станков модели МРВ-36 (Румыния) и RS-482 (Италия).

6.Рассказать об устройстве шарикообкатного станка модели ВШ-305.

7.Какие способы крепления опиловочных дисков применяются на раз­ личных подшипниковых заводах, их недостатки и преимущества?

8.Какими способами производится термическая обработка опиловоч­ ных дисков? В чем их преимущества и недостатки?

9.Рассказать о методе изготовления дисков для обкатки шариков.

10.Какие основные виды брака и причины их возникновения могут иметь место при обработке шариков на операциях обдирки и опиливания?

11.Рассказать об основных видах и причинах брака при обкатке ша­

риков.

12. Какие основные правила техники безопасности необходимо соблю­

дать при работе на шарикообдирочных, шарикоопиловочных и шарикооб­ катных станках?

(связками) и представляющими абразивные инструменты или так называемые шлифовальные круги.

Необходимый фактор процесса шлифования — высокая ско­ рость резания, в результате которой возникает большая темпе­ ратура, размягчающая обрабатываемый слой металла и со­ здающая возможность снятия с него стружек абразивными зернами круга. При низких скоростях абразивный круг как режущий инструмент работать не может.

Обрабатываемость металлов шлифованием по производи­ тельности определяется обычно средним съемом металла за оп­ ределенное время шлифования при неизменных технологиче­ ских условиях обработки.

К положительным сторонам шлифования относятся: высо­ кая размерная точность, высокая точность формы, обеспечение шероховатости обработанной поверхности порядка 7—9-го классов и выше, высокая производительность обработки.

Шлифование составляет значительный объем в общем тех­ нологическом процессе обработки шариков и подразделяется на мягкое (до термической обработки) и твердое (после тер­ мической обработки).

Процесс шлифования шариков отличается от круглого, плоского и других видов шлифования тем, что он производит­ ся не периферией, а торцом круга, который осуществляет про­ цесс резания хаотично расположенными в его объеме абразив­ ными зернами. При шлифовании шариков в обработке, кроме шлифовального круга, участвует чугунный диск, который улуч­ шает базирование обрабатываемых шариков и в то же время

выполняет функцию притира. Съем металла при шлифовании шариков увеличивается за счет беспрерывного процесса шар­ жирования дорожек диска, т. е. вдавливания в них мелких час­ тиц абразива, образующихся вследствие износа круга.

Кинематика процесса шлифования шариков такова, что за время контакта очень маленькая площадка на поверхности ша­ рика встречается с большим количеством абразивных зерен шлифовального круга, в результате чего образуется режущий контур, который копируется на эту площадку.

Специфичность процесса создает для шариков особые усло­ вия обработки в зависимости от нахождения их на той или иной концентрической дорожке, которые специально нарезают­ ся на чугунном диске и образуются (прирабатываются) посте­ пенно на шлифовальном круге в процесе обработки. 3—4 пери­ ферийные дорожки работают наиболее эффективно по сравне­ нию с остальными, расположенными ближе к центру диска. Затухание процесса резания вызывается падением окружной скорости в зоне малых (внутренних) дорожек. При этом сте­ пень износа периферийных и внутренних дорожек в большинст­ ве случаев примерно одинакова.

Проведенные эксперименты показали, что твердость поверх­ ности дорожек диска падает в направлении от периферийных к внутренним. Это вызвано соответствующей разницей наклепа (значений микротвердости), который ввиду большей окружной скорости и большего количества проходящих шариков всегда больше на периферийных дорожках, чем на внутренних. Поэто­ му, хотя на внутренних дорожках выполняется меньшая работа резания, их износ несколько повышается за счет меньшей твер­ дости.

В ходе экспериментов было замечено, что в процессе обра­ ботки шариков происходит их качение с вращением вокруг го­ ризонтальной оси. Шарик касается шлифовального круга толь­ ко одной точкой и все время стремится вращаться по касатель­ ной к желобу диска, хотя его опора в двух точках желоба диска этому препятствует. Поэтому шарик вынужден перемещаться вдоль желоба и наряду с вращением вокруг горизонтальной оси вращаться также вокруг своей вертикальной оси.

Это вызвано тем, что точки касания шарика с желобом (на­ резанной дорожкой) диска лежат на окружностях разной дли­ ны, и при вращении в этих точках имеют место разные окруж­ ные скорости. Следовательно, разность окружных скоростей в точках касания вызывает во время качения дополнительное вращение шарика вокруг вертикальной оси, направленное по ходу движения к точке его контакта со стороны дорожки мень­ шего диаметра. В этом случае наряду с вращательным движе­

170 ГЛ. 5. ШЛИФОВАНИЕ ШАРИКОВ

нием шарикам сообщается также скользящее движение, кото­ рое влияет на процесс производства.

В некоторых случаях возможно вращение шарика вокруг третьей оси, касательной к средней окружности желоба. При этом основное вращение шарика в процессе обработки совер­ шается относительно горизонтальной оси, более медленное — вокруг вертикальной оси и еще более медленное — вокруг ука­ занной третьей оси. Это выражается следующим приблизитель­ ным соотношением: за один оборот шарика вокруг горизон­ тальной оси он поворачивается относительно вертикальной оси на 8° и относительно третьей оси на 1° [21].

Опыт производства показывает, что характер изменения ве­ личины съема одинаков при обработке на операциях мягкого и твердого шлифования шариков. При этом процесс может проходить равномерно и неравномерно. В первом случае изме­ нение величины съема прямо пропорционально продолжитель­ ности обработки. Для различных партий шариков коэффициент пропорциональности колеблется в пределах 0,85—1,5. На вели­ чину коэффициента пропорциональности, а следовательно, и на величину съема (производительность процесса)'существен­ но влияют число оборотов, шпинделя в минуту и давление, раз­ виваемое в процессе обработки. С увеличением этих парамет­ ров коэффициент пропорциональности зависимостей возраста­ ет. Это объясняется тем, что чем быстрее вращается шарик, тем большее число раз его элементарные площадки поверхности придут в рабочий контакт с инструментом, произойдет больший съем металла. Аналогичный результат дает повышение давле­ ния, увеличивающего контактные размеры элементарных пло­ щадок поверхности шариков и ускоряющего прирабатываемость к ним концентрических дорожек чугунного диска и шли­ фовального круга. Однако с увеличением числа оборотов шлифовального круга свыше 100 в минуту шарики выходят из зоны резания с большой скоростью и находятся в беспрерыв­ ном интенсивном вращении, от чего над станком распыляется и разбрызгивается смазочно-охлаждающая жидкость. Соответ­ ственно увеличению числа оборотов шпинделя необходимо увеличивать и число оборотов подающего элеватора. Все это, конечно, требует соответствующей жесткости шарикошлифо­ вальных станков.

Проведенные эксперименты выявили возможность компен­ сации между собой таких параметров обработки, как скорость и давление. Например, шарики диаметром 1", обработанные на операции мягкого шлифования при максимальном давлении в 10 кг/см2 и числе оборотов шпинделя 102 в минуту, имели одинаковую продолжительность обработки (5 ч) с шариками

этого же диаметра, прошлифованными при числе оборотов шпинделя 82 в минуту и максимальном давлении 12 кг/см2. Од­ нако следует иметь в виду, что повышенное давление неблаго­ приятно сказывается на системе СПИД (станок — приспособ­ ление — инструмент — деталь), вызывая увеличенные упругие отжатая, и может привести к преждевременному растрескива­ нию шлифовального круга. Кроме того, повышенное давление увеличивает вероятность появления на шариках внешних де­ фектов типа порубов, ожогов и т. п. Поэтому целесообразнее увеличивать обороты шпинделя и элеватора, так как это позво-- лит полнее использовать известные преимущества процесса шлифования, а также повысит стойкость дорогостоящих шари­ кошлифовальных кругов.

С увеличением объемного веса шлифовальных кругов при оптимальных режимах обработки съем металла несколько уве­ личивается как на операции мягкого, так и твердого шлифова­ ния. Однако определение оптимального веса шлифовального круга для каждого диаметра шариков — довольно трудоемкий процесс. Кроме того, применение шлифовальных кругов боль­ шой твердости увеличивает вероятность появления дефектов на поверхности шариков и может затруднить исправление гранности. Поэтому существующая в шариковых цехах тенденция к увеличению объемных весов используемых шлифовальных кругов, что вызывает также потребность в увеличении давле­ ния, не всегда оправдана.

Характер изменения геометрических параметров шариков во время шлифования показывает, что процесс исправления овальности и гранности протекает у шариков диаметром 1/2" более интенсивно, чем у шариков диаметром 1". При этом для указанных типов шариков характер изменения одинаков на операциях мягкого и твердого шлифования. Уменьшение шеро­ ховатости поверхности шариков диаметром 1/2" происходит также более интенсивно. Это объясняется тем, что за одинако­ вое время обработки мелкие шарики совершают в рабочей зоне большее число оборотов относительно собственных осей, чем крупные, и округляются интенсивнее.

Использование оптимальных режимов шлифования — залог обеспечения максимальной производительности процесса обра­ ботки и хорошего качества выпускаемой продукции. Наруше­ ние установленных режимов, как известно, ухудшает качество изготавливаемой продукции. К сожалению, режимы шлифова­ ния, применяемые для одних и тех же диаметров шариков на различных подшипниковых заводах, в большинстве случаев различны и устанавливались в зависимости от технических воз­ можностей производства и даже от случайных факторов. Одна­