Повышение эффективности и качества изготовления роликов буксовых подшипников путем введения в технологический процесс операции ультразвукового алмазного выглаживания - Автореферат

Достичь эффективного упрочнения при уменьшении силового воздействия позволяет использование при алмазном выглаживании энергии ультразвуковых колебаний (УЗК), оказывающих существенное влияние на характер контактного взаимодействия инструмента и заготовки. Барацом и др., но в данных работах не рассмотрен вопрос обработки сферических торцевых поверхностей роликов, в частности кинематики процесса и образования микрорельефа, влияющих на долговечность. Научная новизна работы: - разработана математическая модель образования микрорельефа на сферической поверхности торцов роликов в процессе УАВ и выявлены закономерности формирования микрорельефа, полученные на основе анализа влияния на него технологических факторов; разработана методика оптимизации процесса УАВ, определение рациональных условий обработки при обеспечении максимальной производительности процесса и заданных показателях качества; Исследовать влияние на результаты процесса УАВ сферической поверхности роликов технологических факторов: статического усилия, радиуса округления алмаза, поперечной подачи, частоты вращения заготовки, исходных величин твердости, микротвердости и шероховатости;На основании комплексных теоретических и экспериментальных исследований и внедрения их результатов в промышленность решена актуальная научная задача, которая заключается в повышении долговечности буксовых роликовых подшипников на основе применения усовершенствованной технологии, отличающейся применением УАВ вместо шлифования. Установлено, что одной из рациональных областей применения методов поверхностно - пластического деформирования, в частности алмазного выглаживания с ультразвуком цилиндрических заготовок, является подшипниковое производство. Предложена математическая модель формирования микрорельефа ультразвуковым алмазным выглаживанием на сферических торцевых поверхностях роликов, которая позволила выявить основные закономерности формирования микрорельефа.

Актуальность темы. Требования повышения качества и долговечности работы подшипниках в целом в значительной степени определяются физико-механическими и геометрическими характеристиками рабочих поверхностей. Именно качество рабочих поверхностей практически во всех случаях предопределяет важнейшие эксплуатационные свойства деталей - долговечность, износостойкость и др.

Железнодорожный транспорт является одним из самых массовых потребителей высокоточных деталей типа элементов буксовых подшипников и роторов тяговых электродвигателей. Детали, работающие в механизмах подвижного состава, подвержены почти всем возможным негативным факторам: высокие скорости, высокие статические и динамические нагрузки, вибрации, абразивный и коррозионный износ, перепады температур от -50 до 50 °С. Более 80% буксовых роликовых подшипников выходят из строя по причине износа и потери эксплуатационных качеств, в том числе и изза износа кромок торцевых поверхностей роликов. Отсюда вытекает необходимость улучшения физико-механических характеристик и геометрических характеристик рабочих поверхностей торцов ролика. Кроме того, при применении прогрессивных технологических процессов следует стремиться к повышению производительности. Данные показатели и определяют эффективность технологии.

На решение указанных задач направлены результаты исследований сотрудников кафедры «Технология машиностроения» Саратовского государственного технического университета под руководством А.В. Королева, в том числе разработка и внедрение процессов, основанных на поверхностно-пластической деформации (ППД) металлов в подшипниковой промышленности. ППД позволяет получать заготовки для деталей, а в ряде случаев и готовые детали, которые обладают повышенными эксплуатационными характеристиками.

Все более широкие перспективы применения на завершающей стадии технологического процесса изготовления ответственных деталей приобретает операция алмазного выглаживания. Этот способ обработки обеспечивает благоприятное с позиции эксплуатационных свойств сочетание параметров шероховатости и микротвердости поверхностного слоя при производстве широкого круга ответственных деталей, изготовляемых, как правило, из высокопрочных сталей и работающих в условиях высоких скоростей, повышенного износа и циклических знакопеременных нагрузок.

Достичь эффективного упрочнения при уменьшении силового воздействия позволяет использование при алмазном выглаживании энергии ультразвуковых колебаний (УЗК), оказывающих существенное влияние на характер контактного взаимодействия инструмента и заготовки. При использовании УЗ - воздействий на инструмент обеспечивается существенное уменьшение трения в очаге деформации. Применение УЗ выглаживания может обеспечить повышение долговечности роликов, поэтому можно считать целесообразным введение этой операции в технологический процесс. Исследования в этой области проводились А.И. Марковым, В.М. Торбило, Я.И. Барацом и др., но в данных работах не рассмотрен вопрос обработки сферических торцевых поверхностей роликов, в частности кинематики процесса и образования микрорельефа, влияющих на долговечность.

Поэтому разработка и исследование новых эффективных способов ППД деталей подшипников, обеспечивающих снижение затрат на их изготовление и повышение качества, является актуальной.

Целью данной работы является повышение эффективности и качества изготовления роликов буксовых подшипников путем введения в технологический процесс операции ультразвукового алмазного выглаживания и определения наиболее целесообразных технологических режимов.

Методы и средства исследований. Теоретические исследования процесса ультразвукового алмазного выглаживания (УАВ) осуществлялись с применением методов технологии машиностроения, теории пластической деформации. Экспериментальные исследования по обработке сферических торцов роликов проводились с использованием методов математической статистики и планирования экспериментов. В качестве средств исследования по упрочнению сферических торцов роликов использовались оборудование и приборы ОАО «Саратовский подшипниковый завод» (ОАО «СПЗ»), в частности, экспериментальная установка для УАВ на станке 16К20 при обработке роликов буксового подшипника серии 46-822726Е2М (ГОСТ 18855-94).

Научная новизна работы: - разработана математическая модель образования микрорельефа на сферической поверхности торцов роликов в процессе УАВ и выявлены закономерности формирования микрорельефа, полученные на основе анализа влияния на него технологических факторов;

- по результатам экспериментальных исследований установлено влияния режимов алмазного выглаживания на основные показатели обработки торцевых поверхностей роликов: микротвердость, твердость и шероховатость в условиях ультразвуковых колебаний инструмента;

- разработана методика оптимизации процесса УАВ, определение рациональных условий обработки при обеспечении максимальной производительности процесса и заданных показателях качества;

Практическая ценность и реализация работы: - предложен новый способ обработки сферической поверхности роликов УАВ;

- разработана программа расчета на ЭВМ с использованием программного продукта MATHCAD PLUS 7.0 PRO оптимальных технологических параметров процесса и геометрических параметров заготовок;

- разработан технологический процесс изготовления роликов подшипников серии 46-822726Е2М, который внедрен на предприятии - OOO «Научно-производственное предприятие нестандартных изделий машиностроения» (НПП НИМ), для изготовления деталей ось на предприятии ЗАО «Саратовский арматурный завод» (САЗ), что подтверждается актами внедрения. Экономический эффект от внедрения технологического процесса составил для «НПП НИМ» свыше 350 тыс. руб.;

- получены результаты ресурсных испытаний буксовых подшипников, устанавливающие связь их долговечности с качеством обработки торцевых поверхностей роликов, полученном в результате замены операции шлифования сферической торцевой поверхности ролика на УАВ.

Положения и результаты, выносимые на защиту: 1. Перспективная технология обработки сферических торцов роликов буксового подшипника, включающая операцию УАВ.

2. Математическая модель процесса образования микрорельефа в процессе УАВ сферической поверхности торцов роликов.

3. Результаты экспериментальных исследований влияния УАВ сферической поверхности торцов роликов на станке 16К20 на качество поверхности.

4. Результаты внедрения технологического процесса при обработке деталей роликов буксовых подшипников.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всероссийской научно-методической конференции «Современные проблемы информатизации геометрической и графической подготовки инженеров» (Саратов, 2007); Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (Пенза, 2008), на конференциях молодых ученых СГТУ (2007-2008); научно-технических конференциях кафедры «Технология машиностроения» СГТУ (2006-2008).

1. Анализ современного состояния исследований технологии финишной обработки точных деталей, в том числе подшипников алмазным выглаживанием перспективность применения с данным способом ультразвуковых колебаний инструмента ролик торцевой алмазный ультразвуковой

Рассмотрены различные схемы процесса ультразвукового алмазного выглаживания, а также инструмент и средства технологического оснащения для осуществления вышеназванного процесса.

Проведенный обзор исследований Я.И. Бараца, А.В. Киричека, И.И. Мамаева, А.И. Маркова, Л.Г. Одинцова, В.М. Торбило и других авторов показал, что на современном этапе развития получение ответственных поверхностей методами алмазного выглаживания с ультразвуком может рассматриваться как высокопроизводительный метод обработки изделий общего машиностроения и, в частности, по своим характеристикам удовлетворяющий запросам подшипниковой промышленности при обработке поверхностей деталей подшипников. Процесс обладает рядом специфических свойств, выгодно отличающих его от традиционно применяемых методов окончательной обработки и позволяет получать изделия с повышенными эксплуатационными характеристиками, параметрами надежности и долговечности. Указаны преимущества и недостатки.

Показано, что для более широкого использования процесса алмазного выглаживания с ультразвуком деталей подшипников в промышленности необходимы дальнейшая теоретическая проработка и экспериментальные исследования влияния данного процесса на эксплуатационные характеристики подшипников (в частности, долговечность), которые позволили бы осуществлять дальнейшее совершенствование технологии формообразования, выявление основных технологических факторов. В рассмотренных работах не приводятся сведения об обработке сферических торцов роликов данным способом. С учетом вышеизложенных положений сформулированы основные задачи исследования: 1. Обосновать применение ультразвукового алмазного выглаживания сферических торцевых поверхностей роликов вместо шлифовальной операции в технологическом процессе их изготовления.

2. Разработать математическую модель образования микрорельефа при УАВ поверхностей торцов роликов.

3. Исследовать влияние на результаты процесса УАВ сферической поверхности роликов технологических факторов: статического усилия, радиуса округления алмаза, поперечной подачи, частоты вращения заготовки, исходных величин твердости, микротвердости и шероховатости;

4. Определить рациональные значения технологических режимов процесса ультразвукового алмазного выглаживания.

5. Разработать технологический процесс изготовления роликов буксового подшипника 822726Е2М и практические рекомендации по использованию предложенной технологии, дать технико-экономическую оценку эффективности ее внедрения в производство.

6. Провести ресурсные испытания буксовых подшипников и установить влияние УАВ торцов роликов на повышение их ресурса.

2. Методика применения УАВ при обработке сферических торцов роликов подшипников в технологии их изготовления

Кинематика формообразования профиля шероховатости обрабатываемой поверхности в процессе ультразвукового алмазного выглаживания, проанализировано влияние основных технологических факторов на параметры микрорельефа получаемой поверхности.

Рис. 1. Схема ультразвукового способа алмазного выглаживания сферической поверхности торца ролика

Сущность предлагаемого способа обработки состоит в следующем. Заготовка 1 (рис. 1) свободно вставляется в патрон 2 с возможностью перемещения вдоль его оси. Внутри патрона 2 находится пружина 3. Алмазный инструмент 4 подводится к обрабатываемой поверхности 5 - сферическому торцу заготовки 1, до упора 6. Заготовка 1, перемещаясь под действием алмазного инструмента 4 в осевом направлении, сжимает пружину 3. Положение упора 6 регулируется таким образом, чтобы при сжатии пружина воздействовала на заготовку 1 с заданной силой . После этого алмазному инструменту 4 сообщают ультразвуковые колебания с частотой и перемещают в поперечном направлении с подачей , а патрону 2 придают вращение вокруг его оси с частотой . Под действием сил трения с патроном 2 заготовка 1 также получает вращение с частотой . Пружине 3 придают такие параметры, чтобы при перемещении алмазного инструмента 4 вдоль сферического торца 5 сила сжатия пружины изменялась менее чем на 1%.

Таким образом, решаются задачи сохранения исходной формы обрабатываемой поверхности, обеспечения равномерного воздействия инструмента на обрабатываемую поверхность, сокращения времени на установку и снятие заготовки и упрощения конструкции устройства.

При построении математической модели приняты некоторые допущения, основные из которых следующие: 1. При контакте с обрабатываемой поверхностью сферический алмазный инструмент может оставить на обрабатываемой поверхности отпечаток глубиной

, (1) где - сила воздействия на алмаз, Н; - радиус рабочей поверхности алмаза, мм; - твердость обрабатываемой поверхности, МПА.

2. Алмазный инструмент во времени совершает синусоидальные колебания с ультразвуковой частотой, описываемые равенством

, (2) где - ордината положения вершины алмазного инструмента относительно положения, наиболее приближенного к обрабатываемой поверхности, мм; - амплитуда колебания алмазного инструмента, мм; - частота его колебания, Гц; - время с момента начала обработки, с.

3. Масса заготовки так велика, а частота колебания алмазного инструмента так значительна, что в силу действия законов инерции на протяжении одного колебания инструмента заготовка сохраняет свое положение в осевом направлении.

4. Осевые и радиальные вибрации шпинделя находятся в пределах: Ауз ? 5 - 6 Ашп.

5. Выдавливание металла по краям отпечатка алмазного инструмента настолько незначительно, что им можно пренебречь.

Рассмотрим механизм образования в процессе ультразвукового алмазного выглаживания поперечного профиля неровностей заготовки. Возьмем гауссову систему координат (рис. 2).

Рис. 2. Схема образования поперечного профиля заготовки

Центр системы координат поместим в точке, соответствующей началу обработки ( ). Ось направим в направлении колебаний алмазного инструмента. Ось расположим вдоль профиля поперечного сечения сферической поверхности торца ролика.

Жирной линией на рис. 2 показан получаемый профиль поверхности, сплошной линией окружности - мгновенное сечение алмазного инструмента, оставившего свой след в данном поперечном сечении, пунктирной линией окружности - профиль центрального сечения алмазного инструмента.

Из рис. 2 видны особенности сложной кинематики образования профиля при ультразвуковом выглаживании. Во-первых, в результате того, что частота вращения заготовки и частота колебаний алмазного инструмента не являются кратными, профиль поверхности образуется главным образом боковой поверхностью инструмента, имеющей в поперечном сечении радиус, меньший радиуса алмазного инструмента. Во - вторых, свой след в данном поперечном сечении заготовки алмазный инструмент может оставить не обязательно в момент, когда он погрузился в обрабатываемую поверхность на максимальную глубину (1), но и в момент, когда он только начинает контактировать с поверхностью или когда он выходит из контакта с поверхностью. В - третьих, при определенных условиях, например при малой величине , поперечный профиль заготовки может содержать участки с остаточным микрорельефом, которые имелись на заготовке до начала обработки.

За время от начала обработки алмазный инструмент сместится в радиальном направлении заготовки на величину

. (3) где - подача алмазного инструмента за один оборот заготовки, мм/об; - частота вращения заготовки, об/с.

Но так как в рассматриваемом поперечном сечении алмазный инструмент будет находиться через время, кратное времени одного оборота, равному , то на основе (3) найдем абсциссу положения инструмента в рассматриваемом поперечном сечении: , (4) где - число оборотов заготовки с момента начала обработки.

С другой стороны, за время, равное оборотам заготовки, вершина алмазного инструмента совершит множество колебаний и на основе (1) будет иметь ординату

. (5)

При алмазный инструмент на - м обороте может оставить свой след в данном поперечном сечении заготовки. Но, как было отмечено выше, даже при несоблюдении указанного неравенства алмазный инструмент может оставить свой след в рассматриваемом сечении заготовки своей боковой поверхностью, находясь в пределах периода одного колебания перед данным сечением или за данным сечением. Это положение поясняется рис. 3, где показаны положения алмазного инструмента вдоль дуги окружности обрабатываемой поверхности, т.е. в направлении, перпендикулярном к данному поперечному сечению. Пунктирными окружностями показаны положения профиля алмазного инструмента в начале 1 и в конце 4 последнего периода колебания инструмента. Сплошной тонкой окружностью 2 показано положение инструмента в рассматриваемом поперечном сечении заготовки. Жирной линией окружности 3 показано то положение профиля инструмента, который в конечном итоге оставит свой след на обрабатываемой поверхности. Из рисунка видно, что инструмент не может оставить свой след в рассматриваемом поперечном сечении, так как его профиль находится выше уровня . Но при повороте заготовки на величину он настолько приблизится к обрабатываемой поверхности, что своей боковой поверхностью вызовет деформацию металла в данном сечении. Следовательно, при построении модели образования неровностей необходимо найти такое положение сечения боковой поверхности инструмента, которое будет максимально приближено к обрабатываемой поверхности в рассматриваемом ее поперечном сечении.

Рис. 3. Схема ультразвукового способа алмазного выглаживания сферической поверхности торца ролика

Ордината произвольной точки М (рис. 2) равна

, (6) где - ордината вершины профиля инструмента (рис. 3), оставившего свой след в рассматриваемом сечении профиля заготовки, мм: , (7)

- путь инструмента вдоль обрабатываемой поверхности за время одного ближайшего к рассматриваемому сечению заготовки цикла колебаний, мм; - путь инструмента от начала ближайшего к рассматриваемому сечению заготовки цикла колебаний до данного сечния, мм; - расстояние от рассматриваемого сечения заготовки до положения центра инструмента, боковая поверхность которого оставила свой след в этом сечении, мм;

; (8)

- радиус профиля алмазного инструмента, мм; - радиус сечения боковой поверхности инструмента, оставившего след в рассматриваемом сечении заготовки, мм;

(9)

- расстояние рассматриваемой т. М от точки начального контакта инструмента с поверхностью заготовки, мм.

Положение сечения алмазного инструмента радиусом , оставившего свой след в рассматриваемом сечении заготовки, определяется следующей системой уравнений: . (10)

Из системы (10) после обоснованных упрощений и дифференцирования при с погрешностью менее 1% найдем

. (11)

Подставляя выражение (11) в равенства (7)-(9) и далее в равенство (6), после упрощений, аналогичных (11), определим: (12)

Выражение (12) позволяет выполнить расчет поперечного профиля получаемой поверхности. Для этого по формуле (1) рассчитывают , а затем для по формуле (5) определяется значение и при изменении от до . После этого все повторяют для к=2 и т.д. Если значение получается больше , то присваивается значение . На этом участке профиль соответствует исходной поверхности заготовки.

Важным показателем обработанной поверхности является относительная опорная длина профиля. Для определения этого показателя равенство (12) следует решить относительно : , (13) где

;

.

Тогда относительная опорная длина профиля на уровне от линии впадин будет равна

, (14) где - базовая длина профиля, мм.

Выполнив расчет относительной опорной длины профиля по методике А.В. Королева, несложно определить при заданной вероятности и наибольшую высоту неровностей профиля, и положение средней линии профиля, и среднее арифметическое отклонение профиля: ;

. (15)

Эксперименты показали, что теоретические значения параметра шероховатости поверхности находятся в пределе доверительного интервала (рис. 4) при 95% вероятности экспериментальных значений.

Пунктирной и штрихпунктирной линией обозначены доверительные границы экспериментальных значений; сплошной линией - теоретические значения, точками обозначены экспериментальные значения.

Выполнен анализ влияния технологических факторов на параметры микрорельефа получаемых поверхностей при УАВ. Разработана программа на MATHCAD PLUS 7.0 PRO, позволяющая моделировать процесс и рассчитывать значения технологических параметров алмазного выглаживания с ультразвуком и параметров заготовки для данной операции.

3. Методика проведения экспериментальных исследований: описаны объекты и средства исследований, методика измерений и обработки экспериментальных данных, обоснование полнофакторного эксперимента 24, который отражает влияние параметров и свойств заготовки и инструмента: статическое усилие (Pz), поперечная подача (S), радиус округления алмаза (Rсф), частота вращения заготовки (n) на параметры качества поверхности (Ra, HV, HRC)

Исследования проводились на специальном технологическом оборудовании, спроектированном и изготовленном в ООО «НПП НИМ» на базе станка 16К20. Набор средств исследований подбирался на основе максимального соответствия поставленным целям и задачам.

Механические свойства металла обработанных роликов исследовались методом измерения твердости по Роквеллу HRC и микротвердости по Виккерсу HV. Микротвердость Нм измеряли по сечению роликов на приборе ПМТ-3 при нагрузке 1 Н по бортам на расстоянии 0,03…0,04 мм от ее края. Микротвердость Нм рассчитывали по ГОСТ 9450-60. Твердость роликов после закалки измерялась по торцу при нагрузке 1500 Н на твердомере ТК-14-256 по Роквеллу. Шероховатость по параметру Ra измерялась на профилометре «SUPTRONIK - 3 ».

Рис. 4. Зависимость шероховатости поверхности от радиуса алмаза

Для построения моделей многофакторного эксперимента использовалась специальная программа, позволяющая комплексно оценивать исследуемые параметры.

Достоверность результатов аналитических исследований оценивалась по среднему абсолютному отклонению расчетных значений от опытных данных.

4. Результаты экспериментальных исследований влияния на качество поверхности таких параметров процесса как: статическое усилие (Pz), поперечная подача (S), радиус округления алмаза (Rсф), частота вращения заготовки (n)

За показатели качества приняты: твердость (HRC), микротвердость (H?), параметр шероховатости обработанной поверхности (Ra).

После обработки результатов четырехфакторного эксперимента получены следующие зависимости: для твердости HRC: , (5) для микротвердости H?: , (6) для шероховатости Ra: , (7)

В целом полученные экспериментальные зависимости подтверждают основные выводы, сделанные в результате аналитических исследований о влиянии основных технологических факторов, а также доказана возможность управления процессом путем варьирования факторов ультразвукового алмазного выглаживания точностных параметров деталей типа роликов подшипников.

Рис. 5. Зависимость величины микротвердости при изменении статического усилия Pz при фиксированных значениях S, n, Rсф Величина твердости

Рис. 6. Зависимость величины твердости при изменении статического усилия Pz при фиксированных значениях S, n, Rсф

Одной из ключевых задач, возникающих при разработке прогрессивных технологических процессов, является выбор оптимальных режимов его осуществления. Решение этой задачи состоит в том, чтобы на основе знания свойств заготовки инструмента, механизма их взаимодействия в процессе обработки, кинематических и динамических возможностей оборудования назначить такие режимы осуществления процесса, которые обеспечат формообразование детали в соответствии с техническими условиями на ее приемку при наименьших материальных и временных затратах.

В целом полученные экспериментальные зависимости подтверждают основные выводы, сделанные в результате аналитических исследований о влиянии основных технологических факторов, а также доказана возможность управления процессом путем варьирования факторов ультразвукового алмазного выглаживания точностных параметров деталей типа роликов подшипников.

Одной из ключевых задач, возникающих при разработке прогрессивных технологических процессов, является выбор оптимальных режимов его осуществления. Решение этой задачи состоит в том, чтобы на основе знания свойств заготовки инструмента, механизма их взаимодействия в процессе обработки, кинематических и динамических возможностей оборудования, назначить такие режимы осуществления процесса, которые обеспечат формообразование детали в соответствии с техническими условиями на ее приемку при наименьших материальных и временных затратах.

Наиболее универсальным методом оптимизации условий обработки деталей является симплексный метод решения задач линейного программирования. В результате решения полученной системы уравнений установлены оптимальные технологические режимы обработки ультразвуковым алмазным выглаживанием (значения S=0,3 мм/об, n=1500 об/мин, Р=250 Н, Rсф=3 мм, при рациональных для данного метода ультразвуковых параметрах: f=22 КГЦ, А=5 мкм).

5. Практические рекомендации по промышленному использованию полученных результатов и оценка экономической эффективности их внедрения в производство

Предложена перспективная технология изготовления роликов буксового подшипника 822726Е2М, новизной которой является применение УАВ на финишной операции обработки сферической поверхности торцов роликов вместо шлифования.

Технико-экономическая эффективность от использования предложенной технологии в производстве заключается в повышении долговечности обрабатываемых деталей на 24% (рис. 7), что подтверждено актом испытаний. Дисперсия для двух методов обработки составила: ; .

Рис. 7. Результаты стендовых испытаний ресурса буксовых подшипников серии 46-822726Е2М на надежность

Произведен расчет экономической эффективности от внедрения мероприятий, направленных на повышение качества выпускаемой продукции, когда цена на изделие повышенного качества не установлена.

В настоящее время предложенный технологический процесс внедрен на ЗАО «САЗ» и ООО «НПП НИМ». Получен экономический эффект в на ООО «НПП НИМ» 350 тыс. рублей, что подтверждается актом о внедрении.

1. На основании комплексных теоретических и экспериментальных исследований и внедрения их результатов в промышленность решена актуальная научная задача, которая заключается в повышении долговечности буксовых роликовых подшипников на основе применения усовершенствованной технологии, отличающейся применением УАВ вместо шлифования.

2. Установлено, что одной из рациональных областей применения методов поверхностно - пластического деформирования, в частности алмазного выглаживания с ультразвуком цилиндрических заготовок, является подшипниковое производство. Данные методы могут использоваться для формообразующей обработки торцов роликов буксового роликоподшипника 822726Е2М взамен традиционных процессов шлифования в составе нового технологического процесса.

3. Предложена математическая модель формирования микрорельефа ультразвуковым алмазным выглаживанием на сферических торцевых поверхностях роликов, которая позволила выявить основные закономерности формирования микрорельефа.

4. Выполнены исследования влияния различных технологических факторов при ультразвуковом алмазном выглаживании на основные показатели процесса. Получены регрессионные зависимости показателей процесса от основных влияющих технологических факторов.

5. Экспериментально установлены наиболее благоприятные технологические режимы обработки ультразвуковым алмазным выглаживанием (значения S=0,3 мм/об, n=1500 об/мин, Р=250 Н, Rсф=3 мм, при рациональных для данного метода ультразвуковых параметрах: f=22 КГЦ, А=5 мкм), проведено их сравнение с теоретическими расчетами. Показана адекватность предложенной теоретической модели, также экспериментально установлено, что при использовании предложенного метода выглаживания обеспечивается высокая повторяемость геометрических и качественных параметров обработанных заготовок, шероховатость поверхности Ra не более 0,16-0,32 мкм, твердость поверхности HV до 64, микротвердость H? поверхности до 1082 МПА, что позволяет повысить долговечность на 24%.

6. Предложена перспективная технология изготовления роликов буксовых роликоподшипников, сущность которой состоит во введении операции обработки сферических торцов роликов УАВ взамен шлифования, которая показала ее значительные преимущества перед существующей технологией. Результаты работы внедрены на заводах ЗАО «САЗ», ООО «НПП НИМ».

1. Лихобабина Н.В. Упрочнение поверхностей алмазным выглаживанием / Н.В. Лихобабина, А.А. Королев // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2008. №1(30). Вып. 1. С. 17-24.

2. Лихобабина Н.В. Конструкция экспериментальной установки ультразвукового алмазного выглаживания / Н.В. Лихобабина, А.А. Королев // Прогрессивное направление развития технологии машиностроения: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2007. С. 107-109.

3. Лихобабина Н.В. Моделирование процесса поверхностного упроченения торцов ролика для исследования возникающих погрешностей / Н.В. Лихобабина, А.А. Королев // Современные проблемы информатизации геометрической и графической подготовки инженеров: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2007, С. 130-132.

4. Лихобабина Н.В. Механизм процесса алмазного выглаживания при упруго-пластическом взаимодействии 2-х твердых тел с наложением ультразвуковых колебаний / Н.В. Лихобабина // Прогрессивные технологии в современном машиностроении: сб. науч. тр. Пенза: ПДЗ, 2008. С. 68-72.

5. Лихобабина Н.В. Информационная поддержка проектирования технологии алмазного выглаживания / Н.В. Лихобабина // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2008. С. 144-146.

6. Лихобабина Н.В. Исследование способа ультразвукового алмазного выглаживания закаленных прецизионных деталей / Н.В. Лихобабина // Исследование сложных технологических систем: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2008. С. 63-65.

7. Лихобабина Н.В. Влияние режимов обработки на микротвердость поверхности при ультразвуковом алмазном выглаживании / Н.В. Лихобабина // Молодые ученые-науке и производству: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2008. С. 120-122.

8. Лихобабина Н.В. Влияние режимов обработки при ультразвуковом алмазном выглаживании на твердость обрабатываемой поверхности / Н.В. Лихобабина, С.А. Петров // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2009. С. 43-45.

9. Лихобабина Н.В. Механизм образования микрорельефа торцов роликов при ультразвуковом алмазном выглаживании / Н.В. Лихобабина, А.В. Королев, А.А. Королев // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: сб. науч. тр. Саратов: СГТУ, 2009. С. 75-80.

Размещено на .ru