В настоящее время большинство окончательных операций, формирующих качество поверхностей деталей, составляют методы абразивной обработки. Очевидно, что абразивная обработка и в дальнейшем будет занимать достойное место в производстве ответственных деталей.
Бесцентровые методы абразивной обработки, к которым в первую очередь относят бесцентровое шлифование и суперфиниширование, известны сравнительно недавно (с 20 — 40-х годов ХХ века). За прошедший период времени они стали неотъемлемой частью технологии изготовления сопрягаемых поверхностей деталей двигателей, подшипников качения, приборов и станков. Высокая точность и производительность данных методов обработки способствует их дальнейшему внедрению в массовое производство.
Современная тенденция развития машино- и приборостроения определяется постоянным повышением требований к точности размеров и отклонений формы поверхностей, а также внедрением новых видов технически сложных поверхностей. Поэтому производство ставит все новые задачи по обеспечению и повышению точности на окончательных операциях технологического процесса.
Известны фундаментальные труды в области обеспечения качества обработки деталей машин [1 — 4]. Также известны работы, заложившие физические основы процессов абразивной обработки [5 — 8]. Значительное число монографий посвящено технологии абразивной обработки и отдельным ее аспектам [9 — 16]. Конструкции и особенности проектирования бесцентровых шлифовальных и суперфинишных станков рассмотрены в работах [17 — 21].
Бесцентровые методы абразивной обработки чрезвычайно сложны с геометро-кинематических и силовых позиций и постоянно привлекают внимание специалистов. Многие задачи уже получили свое решение, однако сложность данных процессов не позволяет утверждать о достаточной их изученности в настоящее время.
Традиционный подход к проектированию станков для бесцентровой абразивной обработки не в полной мере учитывает требования к переналадке при изготовлении различных деталей. Не нашла освещения в литературе проблема бесцентрового шлифования с продольной подачей технически сложных поверхностей. До сих пор не решенным остается вопрос практического учета технологической наследственности и стохастического характера отклонений формы в партии заготовок.
Автор не претендует на системный подход к проблеме минимизации погрешностей при бесцентровой абразивной обработке и учет большого числа факторов. В монографии исследованы только те задачи, которые не нашли отражения в предшествующих работах. В первую очередь это относится к геометрическим, кинематическим и силовым аспектам формообразования. Особенность предлагаемого подхода заключается в одновременном рассмотрении не только номинальной геометрии поверхностей, но и отклонений формы. Возросшие возможности вычислительной техники, а также последние достижения в моделировании сложных систем позволили по-новому решить некоторые известные задачи.
Основная идея монографии — восполнение пробелов в описании формообразования поверхностей при бесцентровой абразивной обработке и наладке станков с учетом кинематических и силовых ограничений. Именно по этому принципу и построена монография.
Первая и вторая главы посвящены расчету профиля ведущих кругов и методикам их правки на бесцентровых шлифовальных станках с продольной подачей для обработки цилиндрических, конических и бомбини — рованных поверхностей. В третьей главе изложены теоретические основы наладки бесцентровых суперфинишных станков на базе новой математической модели для расчета формообразующей траектории. В четвертой и пятой главах исследованы кинематические и силовые аспекты бесцентрового шлифования и суперфиниширования с продольной подачей. Обосновано использование кинематических и силовых параметров в качестве ограничений при решении геометрической задачи. В шестой главе представлены математические модели формообразования поперечного сечения деталей и предложен критерий точности микробазирования. Приведена методика наладки станков на основе статистического моделирования Монте-Карло. В седьмой главе рассмотрены особенности измерения и анализа профилей деталей при радиусном, координатном и разностном способах, а также описано бесцентровое измерение отклонения от круглости с применением гармонического анализа.
Представленные результаты исследований нашли применение на ряде подшипниковых заводов и машиностроительных предприятий. Автор надеется, что монография будет способствовать дальнейшему развитию бесцентровой абразивной обработки.
Автор выражает благодарность рецензентам заслуженному деятелю науки РФ, доктору технических наук, профессору А. В. Королеву, заслуженному деятелю науки РФ, доктору технических наук, профессору И. Б. Челпа — нову, научному консультанту заслуженному работнику Высшей школы РФ, доктору технических наук, профессору Б. М. Бржозовскому, а также аспирантам А. Ф. Балаеву и В. В. Горшкову.