Одним из основных факторов, обеспечивающих динамику социально-экономического развития регионов, является создание инфраструктуры, включающей кроме всего прочего развитую дорожную сеть. Создание мощной сети автомобильных и железных дорог в свою очередь невозможно без сооружения мостов. Современное мостостроение подразумевает индустриальный подход, когда основные элементы мостовой конструкции изготавливаются в заводских условиях с высокой степенью унификации деталей и узлов. Индустриальный подход к изготовлению деталей, узлов и металлоконструкций мостов требует создания технологических процессов в металлообработке, обеспечивающих высокую степень унификации, высокие требования по точности изготовления, высокую надежность и долговечность конструкций. Исходя из необходимости решения указанных выше задач в области промышленного производства мостовых конструкций, были проведены исследовательские работы, направленные на создание новых технологический процессов, обеспечивающих повышение качества и снижение трудоемкости финишной обработки сферических сегментов опорных частей мостовых конструкций.

В современном мостостроении широкое применение нашли конструкции опорных частей, в которых для компенсации возникающих внутренних напряжений используются балансиры в форме сферического сегмента (Рис.1). Диапазон размеров балансиров составляет, наружный диаметр от 240 до 1200 мм, радиус сферы от 320 до 1700 мм.

Конструктивные особенности сферических поверхностей опорных частей предполагают создание специальных технологических процессов, обеспечивающих заданные проектировщиками требования касающиеся точности обработки, шероховатости обработанных поверхностей и их коррозионную стойкость. Для решения указанных выше технологических задач применяется следующая технология обработки.

На предварительно обработанной заготовке, с помощью станка с числовым программным управлением, формируют сферу с заданными в конструкторской документации геометрическими параметрами. Далее на полученной сферической поверхности необходимо обеспечить шероховатость не выше Ra=0,63 mkm. После обеспечения указанной выше шероховатость поверхности идет операция хромирования. Захромированные детали подвергаются повторной полировке до Ra=0,63 mkm.

Рис.1

Обеспечение работоспособности опорных частей во многом зависит от качества обработки сферического сегмента. При этом ,если геометрические параметры без особых проблем обеспечиваются токарным станком с ЧПУ, то полировка, производящаяся вручную, не могла обеспечить стабильное качество и производительность процесса.

На основании вышеизложенного, перед нашим предприятием была поставлена задача существенно повысить производительность полирования сферических сегментов балансиров и при этом обеспечить стабильно высокое качество обработки.

В связи с тем, что промышленность не выпускает специализированного шлифовального оборудования для обработки сфер, было принято решение использовать универсальный токарный станок ДИП 400. Для обработки на этом станке сферических сегментов была спроектирована специальная технологическая оснастка. Оснастка представляет из себя шлифовальный шпиндель, закрепленный на копировальном устройстве (Рис.2).

Рис.2

Шлифовальный шпиндель поз. 3 (рис.3) имеет пневмопривод, позволяющий обеспечить высокую окружную скорость шлифования. Копировальное устройство обеспечивает траекторию движения обрабатывающего инструмента поз.4 (шлифовального круга) полностью совпадающую с образующей сферического сегмента. Копирование образующей происходит за счет того, что копирный палец поз.6 прижимается при помощи пружины к поверхности балансира поз.1, которая является копиром. Перемещение копировального устройства вместе со шпинделем осуществляется за счет механической поперечной подачи суппорта токарного станка поз.6.

Рис.3

Указанная выше технология обработки сферической поверхности была успешно внедрена в производство. В процессе выполнения данной работы спроектирована и изготовлена технологическая оснастка оригинальной конструкции. Внедрение технологического процесса позволило существенно снизить трудоемкость операции полирования и значительно повысить качество обработки за счет снижения шероховатости. Улучшились условия труда рабочих-станочников в связи с повышением уровня механизации процесса полирования.