Файл: Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства [учеб. пособие].pdf

части параметров рабочих зубьев, крепления в планшайбе и т. п.

Особое внимание уделяется процессу термической обработ­ ки опиловочных дисков, от правильного проведения которой зависит их стойкость в процессе эксплуатации, а также каче­ ство обрабатываемых шариков. Опиловочные диски подвер­ гаются термической обработке до твердости HRC 62—65 ед. с целью обеспечения оптимальной работоспособности.

До недавнего времени на Минском подшипниковом заводе термическая обработка шарикоопиловочных дисков из стали ШХ-15 диаметром 315 мм к станкам модели ШОС-13 и диа­ метром 700 мм к станкам модели МШ-32 производилась мето­ дом объемной закалки в масле с последующим отпуском при температуре 150—160°С в течение 3 ч. Диски помещались в специальные металлические ящики и засыпались древесным уг­ лем (так называемым «твердым карбюризатором») для предот­ вращения обезуглероживания острых кромок накатанных или строганных зубьев. После этого ящики с дисками помещались

вэлектропечь, где выдерживались при температуре 840—850°С

втечение 10—12 ч.

Помимо продолжительности и значительной трудоемкости, у этого процесса есть недостатки, обусловленные его неста­ бильностью, что приводит к неравномерной твердости по по­ верхности дисков, которые местами почти не подвергаются за­ калке и остаются мягкими.

Указанные недостатки метода объемной закалки шарико­ опиловочных дисков, а также быстро растущая потребность в них заставили завод перейти к более производительному и со­ временному методу поверхностной закалки посредством токов высокой частоты.

Новый метод закалки дисков, осуществляемый в настоящее время на Минском и других подшипниковых заводах, произво­ дится на специальной высокочастотной установке модели МГЗ102, имеющей следующие характеристики: частоту 2500 гц, мощность 100 кет, напряжение главной цепи 380 в, емкость кон­ денсатора 26—28 мкф, напряжение цепи управления 220 в. Для проведения процесса закалки опиловочный диск 1 (рис. 58) устанавливается при помощи поворотного консольного крана грузоподъемностью 0,5 т на вращающийся стол 2, который смонтирован на передвигающейся по рельсам ручной тележке 3. Диски диаметром 700 мм устанавливаются непосредствённо на стол 2, центрируясь по диаметру внутреннего отверстия.

Для установки малогабаритных дисков диаметром 315 мм используется переходная планшайба 4, которая крепится к сто­ лу 2 по аналогии с диском диаметром 700 мм и имеет с поса-

дочной стороны углубление на 3 мм. Электропитание привода стола тележки осуществляется через бронированный шланг 5, который раскручивается по мере передвижения тележки до упора (тупика) 6. В момент нахождения тележки в крайнем положении к установленному на столе диску сверху подводит­ ся с определенным регулируемым зазором сменный индуктор 7,

Рис. 58. Приспособление к установке МГЗ-102 для закалки токами высокой частоты опиловочных дисков.

который имеет различное конструктивное исполнение ввиду того, что диски для станков модели ШОС-13 и МШ-32 отличаю­ тся между собой размерами. Зазор между индуктором и дис­ ком диаметром 315 мм устанавливается в 2,5—3,5 мм, а для диска диаметром 700 мм—3,5—5,5 мм.

В процессе закалки диск вращается вместе со столом про­ тив часовой стрелки со скоростью 0,43 м/мин. В это время в ин­ дуктор 7 по шлангу 8 подается холодная техническая вода, ко­ торая, проходя через множество мелких отверстий 9, располо­ женных вблизи периферии индуктора, разбрызгивается подающимся по шлангу 10 сжатым воздухом по поверхности вращающегося диска на некотором удалении от индуктора.

Такое разбрызгивание холодной воды по поверхности нагре­ того до температуры 840—850°С диска обеспечивает его по­ верхностную закалку на глубину 2,5—3 мм. За счет сохранив­ шегося тепла внутренних слоев диска при выходе его из зоны за­ калки производится самоотпуск закаленной поверхности, что позволяет уравновесить создающиеся внутренние напряжения.

Как показал опыт Минского подшипникового завода, опи-

ловочные диски, закаленные посредством токов высокой часто­ ты, заметно не отличаются по механическим характеристикам от дисков, которые подвергались объемной закалке в масле и проходили дополнительный отпуск. Однако производитель­ ность нового метода закалки превышает старый в 60—80 раз. Кроме того, следует отметить значительную стабильность каче­ ства термообработки дисков посредством ТВЧ, которая не тре­ бует высокой квалификации термиста. Указанная стабильность качества дисков положительно влияет на качество шариков и производительность процесса опиливания.

Проведенные эксперименты и многолетний опыт эксплуата­ ции показывают, что оптимальная продолжительность беспре­ рывной работы опиловочных дисков, термообработанных выше­ описанным методом, не превышает 70—80 ч, после чего их сле­ дует отправлять на восстановление. Дальнейшее продолжение опиливания шариков дисками, проработавшими указанное вре­ мя, снижает производительность процесса и значительно ухуд­ шает качество обработанных шариков, нанося им неисправи­ мые (глубокие) дефекты.

Процесс быстрой и качественной установки и крепления опиловочных дисков в станке, т. е. его наладка, а также съем со станка изношенных дисков является весьма важным фак­ тором в техпроцессе обработки шариков на данной операции. Следует отметить, что в зависимости от сложившихся условий способы наладки одних и тех же станков на различных под­ шипниковых заводах разные.

На рис. 59 приведены примеры способов крепления опило­

соб, изображенный на рис. 59, а, т. е. с помощью упорных вин­ тов. Он обеспечивает быстрый съем и установку дисков, а так­ же стабильную надежность и качество их крепления в процес­ се обработки., На станках с вертикальной осью вращения шпинделя лучшим можно считать способ, изображенный на рис. 59, г.

Диски для операции обкатки. Для операции обкатки шари­ ков применяются специальные диски, отлитые из серого сред­ нелегированного модифицированного силикальцием чугуна. Чугун, применяемый для производства дисков, должен соответ­ ствовать следующему химическому составу: 2,8—3,2% С; 1,4— 1,8% Si; 0,9—1,1% Mn; не более 0,15% S; 0,2—0,3% Р; 2,1— 2,4 Ni; 0,6—0,8 Mo; 0,4—0,6 Сч; 0,2—0,3 Cu. Твердость по Брин-

нелю указанных дисков после отливки должна быть не более НВ 350. Микроструктура образца после литья должна состоять

из перлита, феррита, фосфидной эвтектики и пластинчатого графита [9].

Для получения качественного чугуна при отливке необхо­ дима качественная шихта. Плавку рекомендуется производить в дуговой электропечи. При этом чугун, подлежащий модифи­ цированию силикальцием, следует подогреть перед выпуском

Рис. 59. Способы крепления опиловочных дисков на шарикоопиловочных станках с горизонтальной и вертикальной осью вращения шпинделя:

до температуры 1560—1600° С. Земляная форма перед заливкой присыпается толченым или молотым древесным углем. Разлив­ ка в формы производится при температуре чугуна 1300— 1370°С. Отливка выбивается из формы при температуре 750— 800°С.

Качество литья контролируется посредством химического анализа проб, взятых в различные периоды плавки, а также посредством механических испытаний химического и микроструктурного анализа специально отливаемых из каждого ков­ ша образцов.

После литья диски обдираются на карусельном станке, а затем подвергаются термической обработке (закалка, отпуск) до твердости НВ 415—515.

Нагрев дисков под закалку производится в предварительно нагретой до температуры 800°С шахтной печи, где они выдер­ живаются при температуре 870°С в течение 4—8 ч. Закалка осуществляется в водно-содовом растворе при температуре 50—80°С. Здесь же они остывают при интенсивном покачива­

162 ГЛ. 4. ОБДИРКА, ОПИЛИВАНИЕ И ОБКАТКА ШАРИКОВ

добны тем, которые применяются при шлифовании шариков. Описание их конструкций и особенностей эксплуатации при­ водится в гл. V.

§ 4. ВИДЫ И ПРИЧИНЫ БРАКА В ПРОЦЕССЕ ОПЕРАЦИЙ ОБДИРКИ, ОПИЛИВАНИЯ И ОБКАТКИ ШАРИКОВ

В случае нарушения установленных технологических режи­ мов и использования в процессе обработки некачественного ин­ струмента могут возникать некоторые виды брака, свойствен­ ные данной операции.

Рис. 61. Некоторые виды брака шариков, получаемые на операциях обдирки (а), штамповки (б, в, г, д), опи­ ливания (е) и обкатки (ж):.

ж — срезы.

Так, основным видом брака, который может иметь место в процессе обработки шариков на операции обдирки облоя и по­ люсных выступов, является нанесение на шарики (в месте об­ лоя, полюсов и на боковую поверхность) дефектов от чрезмер­ ного вдавливания зубьев обдирочных дисков. Это может произойти из-за некачественной наладки станка или несоот­ ветствия параметров используемого диска тем, которые преду­ смотрены для обработки данного размера шариков. Общий вид бракованных іііариков с дефектами показан на рис. 61.