ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАБОТКИ РОЛИКОВ ПРОКАТНОГО

СТАНА НА СТАНКЕ С ЧПУ

Коваленко В.И., Кудрявцев А.А. (ДонГТУ, г.Донецк, Украина)

В условиях лаборатории кафедры “Технология машиностроения” ДонГТУ была произведена обработка роликов прокатного стана, выполненных в виде втулки. Цель исследования - выявление взаимосвязи между величиной контролируемого параметра (радиального биения ролика с допуском 0,04 мм) и величинами факторов, оказывающих влияние на него. Заготовка в виде втулки изготовлена из конструкционной легированной стали марки 95Х18; вид поставки - прокат, пруток.

Предварительная обработка исходного прутка включала операции: обтачивание и надрезание прутка; сверление центрального отверстия. Каждая единичная заготовка подвергалась следующей обработке. На первой операции осуществлялось: черновое растачивание, предварительное подрезание базового торца (торец помечался риской), точение фаски на стыке наружной цилиндрической поверхности и базового торца. После термообработки (закалки) осуществлялось чистовое растачивание и окончательное подрезание базового торца; окончательное шлифование второго торца.

Поиск искомых зависимостей производился при окончательной обработке втулок на токарно-винторезном станке с ЧПУ модели 16К20Ф3 2Р22 проходными резцами, оснащенными пластинами из минералокерамики. Из-за малого исходного диаметра после обработки оставались втулки с частично необработанной поверхностью – чернотой”.

Перед окончательной обработкой производились замеры исходной величины наружного диаметра и величины торцового биения. При окончательной обработке детали подвергались черновому и чистовому точению наружной поверхности на следующих режимах. Черновое точение: частота вращения шпинделя n=500 об/мин, подача s=0,15 мм/об, величина глубины резания t при черновом точении не была постоянной, т.к. зависела от величины исходного диаметра. Чистовое точение: n=550 об/мин, s=0,07 мм/об, t=0,07 мм. После окончательной обработки измерялась величина радиального биения.

Всего было обработано 144 втулки. Графическое представление измеренных параметров представлено на рис.1. После первого чистового точения детали распределились следующим образом: с чернотой - 10 штук (6,9%), с величиной радиального биения, превышающей допустимое значение – 80 штук (55,6%), годных – 54 штуки (37,5%).

 

 

Рисунок 1 - Фрагмент точечной диаграммы исходных данных, мм

1 – отклонение диаметра заготовки от среднего арифметического; 2 – торцовое биение;

3 – радиальное биение.

 

 

Детали, у которых величина радиального биения выходила за пределы поля допуска, подвергались повторному чистовому точению. Зависимость числа отбракованных деталей от количества последующих обработок точением представлена на рисунке 2.


Рисунок 2 – Зависимость числа отбракованных деталей от количества последующих обработок точением.

Статистические характеристики (среднее арифметическое X, среднее квадратическое отклонение G, половина доверительного интервала 3G, доверительный диапазон (X–3G...X+3G)) следующие: для диаметра заготовки Х=52,86 мм, G=0,1732 мм, 3G=0,52 мм, (X-3G...X+3G)=(52,34...53,38) мм; для торцового биения Х=0,0166 мм, G=0,0373 мм, 3G=0,1119 мм, (X-3G...X+3G)=(-0,0953...+0,1285) мм; для радиального биения Х=0,06 мм, G=0,0172 мм, 3G=0,0516 мм, (X-3G...X+3G)=(0,0084...0,1116) мм.

Среди возможных причин выхода радиального биения за пределы допуска могут быть следующие: предварительная обработка деталей производилась различными поставщиками; радиальное биение заготовки; неодинаковая твёрдость поверхности деталей после термообработки; отклонения от круглости наружной поверхности; отклонение формы отверстия заготовки (предположительно конусность с меньшим диаметром у базового торца); при обработке некоторых деталей в передней бабке станка возникали посторонние звуки, радиальное биение таких деталей всегда выходило за пределы поля допуска (можно предположить, что в зону зацепления зубчатых колёс попадали абразивные частицы, находящиеся в масле).

Список литературы: 1.. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология: Учебник для вузов. - M.:Изд-во стандартов, 1991. - 492 с., ил. 2.Тимошенко Г.М., Зима П.Ф. Теория инженерного экспнримента: Учеб. Пособие. – К.: УМК ВО, 1991. – 124 с.,ил.