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
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.
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.