Совершенствование технологии изготовления тонкостенных колец подшипников

Королев Ал.А., Королев А.В., Королев Ан.А.

Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2004 г.

1. Предложен технологический процесс изготовления колец подшипников, предусматривающий введение операции раскатки перед ХТО и операцию суперфиниширования на заключительной стадии обработки, в связи с чем уменьшается количество операций по обработке шлифованием и снижается загрязнение окружающей среды вредными веществами.

2. Рассчитан экономический эффект от внедрения технологического процесса изготовления колец радиально-упорных подшипников ВШ365517П в составе муфты выключения сцепления МВС-1 методом раскатки колец подшипников. Условный годовой экономический эффект от внедрения новой технологии составляет 403200 руб., срок окупаемости капитальных вложений -1.5 года.

3. Предложена новая конструкция муфты выключения сцепления автомобиля, отличающаяся тем, что шариковый подшипник в муфте установлен на внутреннем кольце шарнирно, а дорожки качения колец подшипника предварительно обработаны раскаткой. Новая конструкция муфты выключения сцепления автомобилей устраняет недостатки предыдущей конструкции и способствует повышению ее долговечности. Тем самым открывается возможность расширения объема производства муфты и увеличения экономического эффекта от использования предложенной технологии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. Одной из рациональных областей применения методов холодного объёмного деформирования является подшипниковое производство. Весьма эффективно эти методы могут использоваться для формообразующей обработки колец радиально-упорных подшипников ВШ365517П в составе муфты выключения сцепления МВС-1 взамен традиционных процессов шлифования.

2. Исследован механизм процесса раскатки дорожек качения колец подшипника МВС, отражающий влияние основных технологических факторов на погрешность профиля дорожек качения и усилие раскатки. Установлена зависимость параметров профиля получаемой поверхности и силы взаимодействия инструмента и заготовки от диаметра дорожки качения, радиуса шариков и угла пересечения осей заготовки и инструмента. Установлено влияние на усилие раскатки также величины радиальной подачи инструмента, свойств материала заготовки и силы трения на поверхности ее контакта с инструментом.

Показана величина погрешности профиля от влияющих факторов. Предложена методика определения потребного значения радиуса раскатных шариков от допустимой погрешности обработки и угла пересечения осей.

Разработана программа, позволяющая рассчитать на ЭВМ основные технологические параметры с целью получения требуемой точности обработки желобов колец шарикоподшипников. Выполнен анализ результатов аналитических исследований, который показал, что с увеличением угла пересечения осей заготовки и инструмента в процессе раскатки сила раскатки уменьшается, но увеличивается величина отклонения профиля обработанной поверхности от круглости. Показано соответствие результатов расчетов погрешности профиля обработанной поверхности результатам опытов.

3. Выполнены исследования влияния условий раскатки на основные показатели процесса обработки деталей. Получены регрессионные зависимости показателей процесса от основных влияющих факторов. По результатам экспериментов установлено, что последующая механическая обработка дорожек качения может быть сведена до минимума, припуск на обработку уменьшен с 0,5 до 0,2 мм, и в связи с этим увеличивается толщина упрочненного слоя после химико-термической обработки колец.

4. На основе статистических исследований установлено, что при использовании рациональной схемы обработки обеспечивается высокая точность обработки: разброс значений диаметров дорожек качения колец составляет 40-50 мкм, овальность находится в пределах 5-35 мкм, биение базового торца относительно дорожки качения составляет 10-110 мкм, шероховатость колец Ra<0.16 мкм, отклонение от круглости Δ<20μκμ, погрешность профиля дорожки качения δ<20 мкм. Предшествующая операция отжига колец повышает точность обработки. Последующая технологическая операция химико-термической обработки точность колец снижает, но она остается на уровне точности предварительного шлифования.

4. Разработан способ раскатки дорожек качения колец шариковых подшипников. Предложена технология изготовления колец подшипников, предусматривающая технологическую операцию раскатки колец до ХТО и технологическую операцию суперфиниширования дорожек качения в качестве окончательной обработки. Выполнен технико-экономический анализ эффективности процесса раскатки, который показал его значительные преимущества перед существующей технологией и низкий срок окупаемости капитальных вложений.

5. Предложена новая конструкция муфты выключения сцепления автомобиля, отличающаяся тем, что шариковый подшипник в муфте установлен на внутреннем кольце шарнирно, а дорожки качения колец подшипника предварительно обработаны раскаткой. Новая конструкция муфты выключения сцепления автомобилей устраняет недостатки предыдущей конструкции и способствует повышению ее долговечности. Тем самым открывается возможность расширения объема производства муфты и увеличения экономического эффекта от использования предложенной технологии.