A csapágyiparban a csapágy külső gyűrűi általában vékony falú alkatrészek. A CNC esztergagépek általában önközpontosító vagy többpofás tokmányos befogási módszereket alkalmaznak a csapágy külső gyűrűinek kemény esztergálásakor. Tekintettel a hagyományos hidraulikus öncentráló vagy többpofás tokmány befogása által a kemény forgócsapágyak külső gyűrűjén okozott deformációs problémára, kidolgoztak egy módszert elektro-permanens mágneses tokmányok segítségével a keményen forgó vékonyfalú csapágyak külső gyűrűinek rögzítésére. javasolta. Ugyanakkor, tekintettel arra a problémára, hogy egy vékonyfalú csapágy külső gyűrűjének belső furatában kemény esztergálás során a pozitív kúpos jelenség lép fel, ami a belső furat túlzott lekerekítéséhez vezet, javasolt javítani. a pozitív kúpos jelenség a belső furatban a vágási mélység és a vágási út változtatásával, hogy biztosítsa a vékonyfalú csapágyak kemény elfordulását. A csapágy külső gyűrűjének belső furatának gömbölyűsége bizonyítja, hogy a keményre esztergált vékonyfalú csapágyak külső gyűrűjét elektro-permanens mágneses tokmányokkal lehet befogni.
01
Előszó
A keményesztergálás egyik leggyengébb láncszemeként a csapágyrögzítési és pozicionálási módszer mindig is szűk keresztmetszet volt, amely korlátozza a keményesztergálási technológia széles körű alkalmazását a csapágyiparban. A befogási módszer és a befogási pontosság közvetlenül befolyásolja a megmunkálási pontosságot. A keményesztergálási folyamatban a köszörülési feldolgozás pontosságának eléréséhez nagyon fontos a megfelelő befogási módszer kiválasztása és a befogási pontosság maximalizálása [1].
Az önközpontosító vagy többpofás tokmányok széleskörű sokoldalúságuk, befogási megbízhatóságuk és központosítási pontosságuk miatt az esztergálási műveletek választott eszközévé váltak. Az önközpontosító vagy többpofás tokmányok befogási módszerénél a pofák szerkezetének megváltoztatásával, a pofák pontosságának javításával és a pofák elrendezésének javításával a csapágy kemény forgási deformációjának mértéke korlátozható, ill. a befogási pontosság javítható. Ren Minjie et al. [2] javította a CNC eszterga hidraulikus önközpontosító tokmány karmainak szerkezetét, ami jelentősen csökkentette a csapágy keményen forgó külső gyűrűjének deformációját, és megoldotta a három karom által tartott külső gyűrű nagy deformációjának problémáját. Dr. Jeongmin Byun [3], az egyesült államokbeli Purdue Egyetem munkatársa szisztematikusan elemezte az önközpontú tokmány befogását. Nemcsak a keményen esztergált hengeres alkatrészek befogási hibáját befolyásoló fő tényezőket tárta fel, hanem módszert is javasolt a munkadarab dőlésének kiküszöbölésére és a befogási hiba csökkentésére. A befogási pontosság fokozatos javítására szolgáló módszerek közé tartozik a redundancia fenntartása, a pofák megmunkálási pontosságának javítása és a pofaelrendezés pontosságának javítása. A kutatási eredmények azt mutatják, hogy a hengeres görgős csapágygyűrűk megmunkálásával a befogási pontosság javítása alapján a feldolgozási pontosság elérheti a köszörülési feldolgozás szintjét, bizonyítva a "köszörülés esztergagépekkel történő helyettesítésének" megvalósíthatóságát. Jelenleg kevés az olyan eset, amikor elektro-permanens mágneses tokmányokat használnak keményre esztergált csapágyak rögzítésére. Ennek a befogási módszernek nyilvánvaló előnyei vannak, és elkerülhető a vékonyfalú csapágyak karmos befogás által okozott deformációja. A hátrányok azonban még nem tisztázottak, és ezeket kísérletekkel kell igazolni. JM Zhou et al. [4] a svédországi Lund Egyetem kutatója megállapította, hogy gördülőcsapágyak vágásakor az önközpontosító tokmány rögzítése akár 20 μm-es deformációt is okozhat, és javasolta a hatpofás tokmány vagy az elektromágneses tokmány használatát a befogáshoz. A keményen esztergált, 60-62 HRC keménységű 100Cr6-os gyűrűalkatrészeken végzett kísérleti kutatás során azt találták, hogy önközpontosító tokmány befogásánál a gyűrűrészek kerekítési hibája meghaladta a 10 μm-t; hatkarmos tokmány befogásánál a gyűrűrészek gömbölyűségi hibája meghaladta a 10 μm-t. A gyűrűrészek kerekítési hibája körülbelül 9 μm; elektromágneses tokmányrögzítés alkalmazásakor a gyűrűrészek kerekítési hibája kisebb, mint 4 μm.
Bár az öncentráló vagy többpofás tokmányok a pofák optimalizálásával javíthatják a vékonyfalú csapágy külső gyűrűinek deformációját kemény esztergálás során, a vékonyfalú csapágy külső gyűrűinek kemény esztergálási deformációjának problémáját nem tudják teljesen megoldani. Ezért az elektro-permanens mágneses tokmányrögzítés a legjobb módszer a vékonyfalú csapágy külső gyűrűinek keményesztergálására. Ez a cikk először végez kísérleti kutatást egy elektro-permanens mágneses tokmány segítségével egy keményre esztergált vékonyfalú csapágy külső gyűrűjének rögzítésére. Ellenőrzi az elektro-permanens mágneses tokmány megvalósíthatóságát egy keményre esztergált vékonyfalú csapágy külső gyűrűjének rögzítésére. Egy keményre esztergált vékonyfalú csapágy külső gyűrűjének belső furatát is elemzi. Amikor a pozitív kúpos jelenség jelentkezik, a belső lyuk kereksége a tűréshatáron kívül esik. A belső furat pozitív kúpos jelenségének javítása javasolt a vágási mélység és a vágási út változtatásával.
02
Az elektro-permanens mágneses tokmány bemutatása
Az elektro-permanens mágneses tokmány elektromágnesek helyett állandó mágnesekből készül, a mágnesesen áteresztő tömbök pedig általában állandó mágnesek. Amikor elkezd működni, az elektro-permanens mágneses tokmány feszültség alá kerül és mágnesezett. A beállított mágneses erősség elérésekor az áramellátás automatikusan leáll, hogy fenntartsa a mágneses erőt. Mivel a munkafolyamat során nincs szükség folyamatos áramellátásra, folyamatos működés közben nem termel hőt, megakadályozva a munkadarab hő általi deformálódását.
Az elektromágneses tokmány az elektromosság mágneses hatásának elve alapján készült. A mágneses erő a folyamatos elektromos áramtól függ. Az ilyen típusú tapadókorongok hátránya, hogy amikor az áram leáll, elengedi a munkadarabot. Ha ez munka közben megtörténik, az elrepülő alkatrészeket okozhat, és a kezelőt sérülésveszélynek teszi ki. Ugyanakkor, miután az elektromágneses tokmány egy ideig működött, az áram folyamatos áramlása hőt termel, ami a munkadarab felmelegedését és deformálódását okozza, és a megmunkálási pontosság nem garantálható.
Ez a teszt elektromos állandó mágneses tokmányt használ, a modell X61-500. A vezérlő modellje LMSDVPL2VH301, amint az 1. ábrán látható.
kép
a) Elektro-permanens mágneses tokmány b) Vezérlő
1. ábra Elektromos állandó mágneses tokmány és vezérlő
Az elektro-permanens mágneses tokmány mágneses erővel képes elnyelni és rögzíteni a vékonyfalú csapágyak külső gyűrűjét. Nincs radiális szorítóereje a munkadarabon, és elkerüli a befogási deformációt. Ennek az elektro-permanens mágneses tokmánynak összesen 16 mágneses erőszintje van, és a mágneses erőt az áramának beállításával szabályozzák.
03
Kísérlet az elektro-permanens mágneses tokmányokkal rögzített vékonyfalú csapágyak külső gyűrűjén
3.1 Szerszámgépek felszerelésének kiválasztása
A General Technology Group Shenyang Machine Tool Co., Ltd. által önállóan kifejlesztett T{0}H CNC függőleges esztergagépet választották ki a teszthez. A munkadarabot függőlegesen rögzítjük úgy, hogy a munkadarab súlypontja egybeessen az orsó súlypontjával, hogy elkerüljük a vízszintes befogás során a gravitáció okozta kerekítési hibákat és biztosítsuk a munkadarab kerekségét [5]. Ugyanakkor a munkadarab önsúlya pontossá és szorossá teszi a rögzítés nullapontjának felületével való érintkezést, ezáltal nagy pozicionálási pontosságot és stabil feldolgozási pontosságot biztosít.
3.2 Munkadarab kiválasztása
A kemény esztergálási teszt a hengergörgős csapágy külső gyűrűjét választja ki vizsgálati tárgyként. A falvastagság 6,5 mm, ami egy vékonyfalú csapágy [6]. Anyaga GCr15, keménysége kioltás után 60~64 HRC. A minta végfelülete és külső köre egyaránt durva csiszolási felület, jó méretállandósággal és felületi minőséggel. Mivel a belső furat durva köszörülése nem hatékony és égési sérülésekre hajlamos, ez a teszt csak a belső furatot esztergálta keményre, és kemény esztergálást használt durva köszörülés helyett. Kemény esztergálás után finom köszörülési és szuperfinomítási folyamat is következik. A próbadarab megköveteli, hogy a belső furat mérete kemény esztergálás után 136,82-136.86mm, a belső furat kereksége 0.011 mm, a belső furat hengeressége {{19 }}.011 mm, a belső furat és a külső kör közötti koaxialitás 0,02 mm, a belső furat és a homlokfelület függőlegessége 0,011 mm, a belső furat mélysége pedig 0,011 mm. A furat felületi érdesség értéke Ra=1μm, a 2. ábrán látható módon.
kép
egy minta
kép
b) Üres
2. ábra Hengergörgős csapágy külső gyűrű
3.3 Folyamatterv
A folyamatterv két szerszámból áll a hengergörgős csapágy külső gyűrűjének belső furatának kemény esztergálásához. A forgácsolási paraméterek: forgási sebesség 250r/perc, előtolás 0,1 mm/r, az első szerszám egyoldali vágási mélysége 0.08 mm , és a második szerszám egyoldali vágási mélysége 0,07 mm. CBN lapkákat használnak, és a szerszám csúcsának sugara 0,8 mm, amint az a 3. ábrán látható.
kép
a) Penge b) Szerszám
3. ábra CBN pengék és vágószerszámok
04
kísérleti eljárás
A tesztben használt elektro-permanens mágneses tokmány névleges mágneses ereje 160N/cm2, a hengeres görgős csapágy külső gyűrűjére ható axiális adszorpciós erő pedig 2432N. Az érintkezési felület elve szerint a munkadarab és az elektro-permanens mágneses tokmány mágneses pozicionáló blokkja közötti súrlódási együttható 0,15, a súrlódási erő 364,8 N, a fő vágóerő és a sugárirányú forgácsolóerő együttes ereje a munkadarab kemény esztergálásnál kb. 120N. Ezért az elektro-permanens mágneses tokmány teljes mértékben alkalmazkodik a kemény esztergálás befogási igényeihez.
Mivel a csapágy külső gyűrűjét egy mágneses tokmány helyezi el a homlokfelületen, nincs központosító intézkedés a kerületen. Valójában nagyon nehéz a külső gyűrűt kerületmérővel központosítani. Ezért a mágneses pozicionáló blokkon egy 5 mm mélységű ívlépcsőt fordítunk, hogy a lépcső kör alakú legyen. Az ív és a csapágy külső gyűrűje közötti hézagnak a lehető legkisebbnek kell lennie. A rés körülbelül 0,01 mm, amint az a 4. ábrán látható. Ugyanakkor a lépcsőfelület önforgatásakor ügyelni kell arra, hogy a mágneses vezetőblokk és az érintkezési felület felületi minősége a csapágy külső gyűrűje jó. Az alkatrészek feldolgozása után a mágneses szétszerelés nagyon gyors lesz. Könnyen, mindössze 5 másodpercet vesz igénybe az alkatrészek be- és kirakodása.
kép
4. ábra Hengergörgős csapágyak külső gyűrűjének kemény esztergálásának és befogásának vázlata
Az 1-5. számú alkatrészeket a fenti befogási módszernek és vágási paramétereknek megfelelően keményesztergáltak. Az esztergálás után háromdimenziós koordinátákkal ellenőriztük az alkatrészeket az 5. ábrán látható módon, a felületi érdességet pedig érdességmérővel, a 6. ábrán látható módon. A vizsgálati eredményeket az 1. táblázat mutatja, és a kemény esztergálás utáni alkatrészek a 7. ábrán láthatók.
kép
5. ábra Három koordinátás érzékelés
kép
6. ábra Felületi érdesség észlelése
1. táblázat Hengergörgős csapágy (1-5. sz.) külső gyűrű belső furat vizsgálati eredményei (egység: μｍ) kép
kép
7. ábra: Állapot kemény esztergálás után
táblázat adataiból látható, hogy miután a hengergörgős csapágy külső gyűrűjét az elektro-permanens mágneses tokmány befogja és a belső furatot keményen elforgatják, a belső furat kereksége, a belső közötti koaxialitás furat és a külső kör, a belső furat és a homlokfelület merőlegessége, valamint a belső furat felületi érdessége A fok mind megfelelhet a rajz követelményeinek, a belső furat hengeressége pedig többnyire megfelel a követelményeknek, de szintén közel van a rajz által előírt határtűréshez. Az egyéb hibák enyhe felhalmozódása meghaladja a tűréshatárt, és az alkatrész minősíthetetlenné válását okozza. Ennek az az oka, hogy a belső furat felső és alsó köre között nagy a különbség, ami a belső furatban előrefelé kúpos jelenséget okoz.
Ennek a pozitív kúpjelenségnek, amint az a 4. ábrán látható, az elemzés oka az, hogy az elektropermanens mágneses tokmány axiális befogása alatt, amikor az önforduló ívlépés magassága érintkezhet a csapágygyűrű külső körével, a függőleges esztergagép felülről indul. A vékonyfalú csapágy külső gyűrű belső furatának kemény esztergálása során a csapágy külső gyűrűjének elégtelen merevsége a szerszám sugárirányú deformációját okozza a forgácsolási folyamat során. A csapágy külső gyűrű belső furatának felső kör alakú része a forgácsolási erő hatására rugalmas deformáción megy keresztül, és a vágási mennyiség kisebb lesz, ami tényleges A vágási mélység nem egyeztethető össze a névleges vágási mélységgel. A belső furat alsó kör alakú részének deformációja kicsi a mágnesblokk alsó felülete, az oldallépcsők szívóereje és az oldallépcsők nyomása miatt. A vágási mennyiség nagyobb, mint a belső furat felső kör alakú részének mennyisége. A csapágy külső gyűrűjének pozitív kúpos jelensége van a belső furatban.
Elméletileg ez a kúpos jelenség két módszerrel csökkenthető vagy megszüntethető. Az első a vágási mélység megváltoztatása a radiális vágási erő csökkentése érdekében, például a vágási mélység csökkentése egy vékonyfalú csapágy külső gyűrűjének belső furatának befejezésekor; a második a vágási út megváltoztatása, például egy vékonyfalú csapágy külső gyűrűjének belső furatának befejezésekor, a pozitív kúpméretnek megfelelően, egy bizonyos fordított kúp segítségével vágja le a belső lyukat, hogy a vágási mennyiség a belső furat alsó körének vágási mennyisége kisebb vagy egyenlő, mint a belső furat felső körének vágási mennyisége, csökkentve vagy kiküszöbölve a belső furat előrefelé kúpos jelenségét.
05
Kísérleti ellenőrzés
5.1 Ellenőrizze, hogy a vágásmélység változtatása milyen hatással van az elülső kúpos jelenségre
A folyamatterv három szerszámból áll a hengergörgős csapágy külső gyűrűjének belső furatának kemény esztergálásához. A forgácsolási paraméterek: forgási sebesség 250r/perc, előtolás 0,1 mm/r, az első szerszám egyoldali vágási mélysége 0.08 mm , és a második szerszám egyoldali vágási mélysége 0,05 mm, a harmadik kés vágási mélysége az egyik oldalon 0,02 mm. A befogási mód változatlan marad, a 6-tól 10-ig esztergált kemény alkatrészeket háromdimenziós koordináta-ellenőrzéssel és esztergálás után felületi érdességmérővel tesztelik. A vizsgálati eredményeket a 2. táblázat tartalmazza.
2. táblázat Hengergörgős csapágy (6-10. sz.) külső gyűrű belső furat vizsgálati eredményei (egység: μｍ) képek
A 2. táblázat adataiból látható, hogy a vágási mélység változtatásával a simító vágási mennyiség 0.07 mm-ről 0,02 mm-re változott az egyik oldalon. A hengeres görgős csapágy külső gyűrűjének belső furatának kemény elfordítása után minden geometriai tűrést és felületi érdesség vizsgálatát elvégeztük, hogy megfeleljen a rajzoknak. Kötelező.
5.2 Ellenőrizze a vágási út változtatásának az előremeneti kúp jelenségre gyakorolt hatását
A folyamatterv két szerszámból áll a hengergörgős csapágy külső gyűrűjének belső furatának kemény esztergálásához. A forgácsolási paraméterek: forgási sebesség 250r/perc, előtolás 0,1 mm/r, az első szerszám egyoldali vágási mélysége 0,08 mm és egyoldalas a második szerszám vágási mélysége 0,07 mm. Az 1. táblázat adatai szerint a csapágy belső furatának felső és alsó köre és a csapágy szélessége közötti átlagos különbség, a kúpos arány 1:2,6493. A második szerszám esztergálásakor a vágásmélység változatlan marad, kúpkompenzáció történik, a forgácsolási út pedig a fordított kúpos aránynak megfelelő út. A befogási mód változatlan marad, és a 11-15. számú kemény esztergált alkatrészeket tesztelik. Az esztergálás után az alkatrészeket háromdimenziós koordináta-ellenőrzéssel és felületi érdességmérővel tesztelik. A vizsgálati eredményeket a 3. táblázat tartalmazza.
3. táblázat Hengergörgős csapágy (szám: 11-15) külső gyűrű belső furat vizsgálati eredményei (egység: μｍ) képek
A 3. táblázat adataiból látható, hogy a forgácsolási út változtatásával az ismert előrefelé kúpos jelenség alapján a kúpos arányt kapjuk. A vágási mélység a vágás során változatlan marad, és a vágási út a megfelelő fordított kúpos arányú út. A hengergörgős csapágy külső gyűrűjének belső furatának erős elfordítása után ellenőrizze, hogy minden geometriai tűrés és felületi érdesség megfelel-e a rajz követelményeinek.
06
Következtetés
Arra a problémára törekedve, hogy az önközpontú vagy többpofás tokmányok deformációt okozzanak a vékonyfalú csapágyak külső gyűrűjében keményre esztergált vékonyfalú csapágyak rögzítésekor, ez a cikk elektro-permanens mágneses tokmányok használatát javasolja a külső rögzítésére. kemény esztergált vékonyfalú csapágygyűrűk, és bizonyítja, hogy az elektro-permanens mágneses tokmány keményre esztergált vékonyfalú csapágyak külső gyűrűjének rögzítésére szolgál. -falas csapágyak.
A kemény esztergálású vékonyfalú csapágyak külső gyűrűjében az előremeneti kúpjelenség problémájára két optimalizálási módszert javasolunk. Az egyik a vágási mélység, a másik a vágási út megváltoztatása. Kísérleti ellenőrzéssel azt találták, hogy a vágási mélység megváltoztatása jobb, mint a vágási út megváltoztatása. .
