Анализ базирования и формообразования крупногабаритных цилиндрических поверхностей деталей при обработке типа цапф мельниц

Процесс восстановления формы изношенных рабочих поверхностей цапфы без их демонтажа с использованием оборудования является продолжительным по времени и сопровождается значительными трудозатратами.

Известны работы, публикации и труды [21, 95, 116], посвященные данной проблеме, в некоторых работах [22...26] исследованы процессы восстановления цилиндрических поверхностей, над этим работали Федоренко М.А., Пелипенко Н.А., Бондаренко Ю.А., Погонин А.А., и др.

Вопросы формообразования и базирования таких изделий можно рассматривать по аналогии с бесцентровым шлифованием [36, 39], особенности которого:

- обрабатываемая деталь вращается в призме без закрепления свободно;

- исключение деформации детали при ее закреплении;

- вращение в призме без закрепления позволяет исправлять отклонения от формы шлифуемой поверхности;

- обрабатываемая поверхность является базовой поверхностью, погрешности геометрической формы распределяются симметрично по диаметру;

- обеспечение правильного процесса резания происходит при прижиме детали к базирующим элементам;

- скольжение детали и точность вращения не зависит от радиальных биений детали;

- видоизменение геометрии базовой, ее непрерывное обновление создают условия к ее округлению.

Изучая вопрос бесцентрового шлифования на неподвижных опорах, Гебелем И.Д. была установлена теоретическая закономерность процесса формообразования [36, 38, 39], изучен вопрос влияния взаимного расположения шлифовального круга и детали на величину отклонения от круглости обрабатываемой поверхности [38]. Поверхность, которая используется в качестве базы в исследованиях Г ебеля задается рядом Фурье, с учетом того, что отклонение радиуса детали от окружности к номинальному радиусу значительно меньше единицы. Предположив, что базирование происходит по точкам, Гебель вывел зависимость изменения радиуса обрабатываемой поверхности от главных параметров, и исследуя которую получил условия, при которых погрешности достигают своих экстремумов.

цилиндрической поверхности в сравнении с исходной наблюдается при постоянстве угла установки опоры. Данная работа основана на постоянстве формы поверхности базы, которая задается рядом Фурье.

Анализ процесса вращения вала на опорах приводит Гебеля И.Д. к получению стабилизации оси медленно вращающейся на опорах детали. Сведение к минимуму перемещений оси в плоскости, соединяющей оси детали и круга, компенсирует некруглость базы и позволит получить обработанную поверхность более круглой, чем база. Наивысший эффект этого достигается на самоустанавливающихся опорах. С целью удобного изучения вопроса формообразования поперечного сечения, профиль обрабатываемой детали представлен в виде наложенных синусоидальных погрешностей на окружность. Синусоидальный закон погрешности представляет собой спектр гармонических составляющих.

С целью отображения процесса формообразования, применяют разложение базовой функции геометрической погрешности детали в тригонометрический ряд Фурье [37]. Произвольная n-я гармоническая погрешность процесса формообразования [39]

Элементарные отношения профиля геометрии цилиндрической поверхности в продольном сечении [57]

Данная зависимость показывает, что погрешность продольной геометрии обрабатываемой детали зависит от интенсивности съемаи длины детали [27, 28], вне зависимости от наладки и жесткости станка. С уменьшением величины припуска металла детали сокращается возникшая погрешность, в то время как податливость узлов станка и не качественная его настройка могут привести к росту погрешности [44].

некоторых случаях приводит к потере цилиндрической формы, при этом представляет собой форму, близкую к усеченному конусу. Точки образующей принадлежат конусу:, который перемещается вдоль оси

OY и поворачивается на уголТекущая точка

Тогда уравнение поверхности

Откуда следует

Полученное уравнение рабочей поверхности тела кручения в декартовой системе координат. При смещении центра уравнение (1.7) будет иметь вид

Данное уравнение (1.8) является уравнением рабочей поверхности тела кручения при первом приближении в декартовой системе координат при переносе центра координат.

Использование предлагаемых Прохоровым А.П. и другими зависимостей к изучаемому способу обработки цапф невозможно, ввиду того, что формообразование продольной геометрии при данном способе восстановления утраченной в процессе потери работоспособности рабочей поверхности цапфы требует дополнительных исследований.

По результатам обзора потери работоспособности крупногабаритных опорных вращающихся деталей агрегатов установлены основные причины: при

несоблюдении требований, представленной в конструкторской документации, на чертежи деталей и сборочных единиц, при несоблюдении требований, предъявляемых к технологической документации при изготовлении деталей и узлов, входящих в агрегаты, в результате несоблюдения требований к качеству и точности обработки сопрягаемых поверхностей и деталей. При изготовлении деталей не всегда соблюдается производственный технологический процесс обработки, в некоторых случаях нарушается химический состав металла, имеются несоответствия размеров и допусков детали чертежным данным. На предприятиях не всегда соблюдаются требования по качеству сборки и монтажа узлов и агрегатов, несвоевременная и неполная смазка узлов. В процессе эксплуатации агрегата возникают вибрации и колебания, которые приводят к износу сопрягаемых поверхностей, задирам и забоинам на рабочих поверхностях деталей.

1.5.