Исследование изменения физико-механических свойств поверхности роликовой дорожки после имитационной безабразивной обработки

АВТОРЕФЕРАТ

 Характеристика магистерской диссертационной работы
     Подшипники качения являются изделиями, которые  имеют широкое применение в  большом количестве  узлов машин и механизмов.   От их  работоспособности в узле в большой мере зависит надежность работы всей машины. 
     Практика показывает,  что  от качества  изготовления подшипников в значительной степени зависит  способность отечественной продукции быть конкурентоспособной на мировом рынке. Однако имеющиеся технологии производства подшипников  изредка обеспечивают требуемые качественные и точностные показатели, формирующиеся на окончательных операциях технологического процесса обработки.
     На сегодняшний день известно, что в значительной степени повысить качество обработки деталей  подшипников дает возможность применения методов доработки в собранном виде. Эти методы позволяют обеспечить наилучшую внутреннюю геометрию подшипника, что  нельзя получить какими либо  другими способами. Поэтому исследования в области новых технологических методов окончательной обработки поверхностей деталей подшипников позволяют вывести на новый, более высокий, уровень качество обработки заготовок, а следовательно, и эксплуатационные свойства всего изделия.
     Цель работы - Исследование изменения физико-механических свойств поверхности роликовой дорожки после имитационной безабразивной обработки.	
     Для этого необходимо решить следующие задачи:
     1.	Разработать экспериментальную установку для имитационной безабразивной обработки;
     2.	Подобрать контрольно-измерительные приборы и оборудование;
     3.	Разработать методику проведения эксперимента;
     4.	Разработать методику обработки экспериментальных данных;
     5.	Исследовать процесс формирования физико-механических свойств поверхностей после имитационной безабразивной обработки;
     6.	Разработать практические рекомендации для промышленного использования результатов исследования.
     Научная новизна работы: рекомендовано специальное устройство для проведения имитационной безабразивной обработки, что способствует  оптимальному формообразованию рабочих поверхностей подшипника и увеличению долговечности эксплуатации подшипников качения. Проанализировано влияние режимов обработки на микротвердость обработанной поверхности.
 Основное содержание работы
     В введении раскрыта актуальность темы магистерской диссертации, поставлена цель работы  и определены задачи, которые необходимо решить. 
     В первой главе представлен анализ технической литературы по исследуемой проблеме. 
     На сегодняшний день еще не очень высока средняя долговечность подшипников, имеется сильный разброс их долговечности, когда срок службы подшипников, принадлежащих к одной партии и работающих в одинаковых условиях, разнится в десятки, а то и в сотни раз[1].
     Основными процессами окончательной обработки роликовой дорожки подшипников являются: суперфиниширование, методы поверхностного пластического деформирования, методы индивидуальной обработки рабочих поверхностей собственным комплектом тел качения и методы совместной доработки деталей подшипников в собранном виде.
     Существующие методы приработки подшипников касаются только шарикоподшипников и не могут применяться для обработки роликовых опор. Однако, если применять данный процесс для высокоточного формообразования деталей роликовых подшипников, это позволит в значительно повысить их долговечность и надежность.
     Имитационные методы обработки подшипников в собранном виде дают возможность формировать на рабочих поверхностях деталей этих подшипников требуемую геометрию и качество, которые близки к эксплуатационным. Это способствует повышению работоспособности подшипников в наиболее широком диапазоне эксплуатационных условий. Недостатком является то, что происходит неконтролируемое увеличение радиального зазора. Из-за этого происходит снижение положительного эффекта от проведенной доработки.
     Проведено изучение патентов, относящихся к исследуемой проблеме. Для проведения патентного поиска  использовались классы международной патентной классификации  В24В  и  F16C.
      Недостатками рассмотренных способов являются низкая производительность и низкое качество обработки, получаемые профили рабочих поверхностей не всегда соответствуют по геометрии тем, которые формируются в ходе эксплуатации, не универсальны, малоэффективны и сложны в использовании. 
     Практика показывает, что стандартные технологии обработки деталей подшипников в недостаточной мере обеспечивают требуемые качественные и точностные параметры рабочих поверхностей, которые давали бы гарантии стабильной работы подшипника в реальных эксплуатационных условиях [2].
     Для повышения надежности и долговечности подшипников на заключительном этапе изготовления, требуется учитывать эксплуатационный фактор. Традиционно используемые методы окончательной обработки [2] деталей подшипника не имеют такой возможности. В связи с этим, имеет место необходимость разрабатывать новые методы окончательной обработки, которые бы позволяли получить на обрабатываемых поверхностях геометрические параметры наиболее близкие к тем, которые образуются в ходе эксплуатации подшипника[6].
     Для получения необходимой формы поверхностей деталей были разработаны технологии, заключающиеся в приработке подшипников в собранном виде. Эти технологии назвали имитационными. Название это они получили потому, что в ходе обработки движение инструмента имитирует движение деталей, которые сопряжены с обрабатываемыми поверхностями в процессе работы в собранном узле. В ходе такой приработки формируется наиболее оптимальная геометрия поверхностей деталей подшипника и более выгодная структура поверхностного слоя. Эксплуатационные характеристики подшипника получаются более устойчивыми после проведения приработки их в собранном виде.
     Поэтому разработаны специальные устройства и методы обработки, при использовании которых образуются более благоприятные условия для хода процесса. Они дают возможность повысить качество формообразования прирабатываемых поверхностей и производительность.
     	Во второй главе работы дана характеристика объекта исследования, представлено специальное устройство для того, что бы осуществить имитационную доводку,  методика проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных.
     Выполнение работы проведено с учетом фундаментальных положений теории упругости, теории трения износа, современных принципов технологии машиностроения, математических методов интегрального и дифференциального исчисления. Что бы получить количественную оценку влияния выбранных технологических факторов безабразивной обработки на микротвердость обработанной поверхности использовылось математическое моделирование на основе многофакторных планируемых экспериментов. 
Наиболее существенными результатами являются следующие:
     1. Теоретически исследованы закономерности влияния на микротвердость поверхности роликовой дорожки частоты вращения заготовки при имитационной безабразивной обработке деталей подшипника.
     2. Теоретически исследовано влияние частоты вращения инструментальной обоймы на микротвердость поверхности роликовой дорожки после имитационной безабразивной обработки, с учетом силы трения и величины контактных напряжений.
     3. Установлена зависимость микротвердости от времени приработки при имитационной безабразивной обработке.
     4. Установлено влияние технологического угла скрещивания осей вращения заготовки и  инструментальной обоймы на [1]микротвердость поверхности роликовой дорожки 	при имитационной безабразивной обработке.
     5. Предложен обоснованный способ имитационной технологой обработки деталей роликовых подшипников, которые обладают более высокой производительностью и формообразующими возможностями.
     6. Экспериментально исследован способ имитационной обработки, получена его математическая модель, учитывающая различные значения выбранных факторов и  характеристику инструмента.
     В предложенной работе представлен, а также экспериментально и аналитически исследован метод имитационной безабразивной доводки дорожек качения колец роликовых подшипников,  который обеспечивает как требуемые микро- и макрогеометрические параметры обрабатываемых поверхностей, так и формирует хорошие физико-механические свойства поверхностного слоя, что повышает качество изготовления роликовых подшипников.
Третья глава работы представляет описание результатов исследования.
      Влияние частоты вращения инструментальной обоймы на микротвердость  поверхности роликовой дорожки  после  имитационной безабразивной обработки, с учетом силы трения и контактных напряжений.
     Исследования показали, что при увеличении частоты вращения инструментальной обоймы  твердость поверхности роликовой дорожки растет.  Это связано с тем, что увеличение частоты вращения инструментальной обоймы приводит к росту скорости перемещения инструментальных роликов по обрабатываемой поверхности. Это, в свою очередь, приводит к тому, что более твердые инструментальные ролики  с большей силой взаимодействуют с менее твердой обрабатываемой  поверхностью роликовой дорожки. Происходит рост удельного давления деформирующего ролика на обрабатываемую поверхность, что приводит к ее пластическому деформированию.
     Наблюдается высокая интенсивность роста микротвердости при увеличении частоты вращения инструментальной обоймы с 10 до70 об/мин.  Твердость поверхности возрастает на 17%.  Если увеличивать частоту вращения инструментальной обоймы, то интенсивность увеличения микротвердости снижается.
      Зависимость микротвердости  от времени приработки  при имитационной безабразивной обработке.
     Анализируя  зависимость микротвердости  от времени приработки  можно сделать вывод, что с повышением режимов обработки растет микротвердость поверхностного слоя  роликовой дорожки.  Причем, при минимальных значениях режимов,  рост интенсивности  повышения микротвердости  наблюдается  в промежутке времени от 25 до 60 минут. При увеличении режимов доводки  микротвердость интенсивно растет  в интервале от 10 до 40 минут.  В интервале от 40 до 60 минут микротвердость возрастает всего на 0,8. Поэтому, при работе на максимальных режимах,  можно ограничить время  процесса приработки 40 минутами.
      Влияние  частоты вращения заготовки на микротвердость  поверхности роликовой дорожки в процессе имитационной обработки. Установлено, что увеличение частоты вращения заготовки влечет за собой повышение микротвердости поверхности роликовой дорожки. Работая на минимальных значениях исследуемого диапазона увеличение частоты вращения заготовки до 2000 об/мин приводит к повышению твердости до 56 HRCэ. При работе на максимальных режимах обработки  происходит повышению твердости до 65 HRCэ.
      Влияние технологического угла скрещивания осей вращения заготовки и инструментальной обоймы на микротвердость поверхности роликовой дорожки при имитационной безабразивной обработке.
     Установлено, что с увеличением угла скрещиванияосей вращения  растет микротвердость поверхностного слоя. Это  происходит потому, что увеличивая  технологический угол  скрещивания осей  способствуем росту скоростей проскальзывания рабочих поверхностей инструментальных роликов относительно обрабатываемой поверхности.  Это, в свою очередь, способствует увеличению глубины  контакта  и  объему удаляемого металла.  Продукты микрорезания заполняют впадины  микронеровностей поверхностей инструментальных роликов и снижают режущую способность.  Кроме того, происходит увеличение удельного давления инструментальных роликов на обрабатываемую поверхность.  Все это приводит к пластическому деформированию обрабатываемой поверхности  инструментальными роликами, в результате возникает упрочнение поверхностного слоя, что и приводит к увеличению микротвердости обрабатываемой  поверхности.
      Способ имитационной технологии, получены его математические модели, учитывающие влияние частоты вращения инструментальной обоймы (nоб), частоты вращения заготовки (nд), технологического угла скрещивания осей вращения инструментальной обоймы и заготовки (?) и времени приработки (?) на изменение микротвердости поверхности дорожек качения после безабразивной обработки.
     На основании результатов, полученных в процессе выполнения работы, можно сделать вывод о том, что значительно повышается микротвердость обработанной поверхности подшипников при максимальных значениях выбранных факторов. Имея математическую модель процесса можно определить, при каких значениях  параметров можно получить требуемую микротвердость роликовой дорожки после имитационной обработки.
      Список  опубликованных статей по теме магистерской диссертации.

     1.Смирнова Е.П., Андрющенко В.А., Давиденко О.Ю. Неиспользованные резервы повышения работоспособности подшипников качения     [Текст]        / Смирнова Е.П., Андрющенко В.А., Давиденко О.Ю. // Сборник статей Международной научно-практической конференции «Методы проектирования и оптимизации технологических процессов» (г. Казань, 02.10.2017 г.). – Уфа: Омега сайнс, 2017. – 73 с.
     
     2. Смирнова Е.П., Андрющенко В.А., Давиденко О.Ю. Методика обработки экспериментальных данных при исследовании имитационной безабразивной обработки дорожек качения колец подшипников      [Текст]        / Смирнова Е.П., Андрющенко В.А., Давиденко О.Ю. // Сборник статей Международной научно-практической конференции «Интеграция науки и практики как условие технологического прорыва» (г. Казань, 05.11.2017 г.) в 3-х томах. – Казань: НИЦ АЭТЕРНА, 2017. – 2 том  с.90
     

Аннотация
     Данная магистерская диссертация посвящена исследованию физико- механических свойств роликовой дорожки после имитационной безабразивной обработки.  
     Решаемые  в данной работе задачи:	  разработка экспериментальной установки для имитационной безабразивной обработки, подбор контрольно-измерительного прибора и оборудования, разработка методики проведения эксперимента, разработка методики обработки экспериментальных данных, исследование процесса формирования физико-механических свойств поверхностей после имитационной безабразивной обработки, разработка практическиех рекомендаций для промышленного использования результатов исследования.
     Магистерская диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников. Содержит          страниц основного текста,     таблиц,      рисунков.  
















Содержание


Введение
     Подшипники качения  - это изделия, которые  имеют широкое применение в  большом количестве  узлов машин и механизмов.   От их  работоспособности в узле в большой мере зависит надежность работы всей машины. В течение многих лет проводятся исследования различных методов, обеспечивающих повышение эксплуатационных свойств таких, как усталостная прочность, износостойкость, контактная жесткость и другие, а так же  и долговечности подшипников. Эксплуатационные свойства и долговечность подшипников в значительной степенизависят от качества сопрягаемых поверхностей и от физико-механических свойств поверхностного слоя. Одной из существенных причин,приводящей к выходу  из строя опор качения, являются усталостные процессы, которые  появляются в поверхностных слоях материала.  Они приводят к разрушениям усталостного характера, что более чем в 80% приводит к замене подшипников качения. В процессе работы поверхности деталей подвергаются циклическим нагрузкам, которыеприводят к появлению  и развитию в поверхностном слое металла усталостных микротрещин ?7-10?. Ростусталостных повреждений становится более интенсивным за счет контактных напряжений и смазки, которая проникает в усталостную трещину, появившуюся на рабочей поверхности.?8, 11?. 
     Существенное влияние на износ рабочих поверхностей деталей роликовых подшипников оказывают физико-механические свойства поверхностного слоя, наличие дефектов на поверхности, микротвердость, структурная неоднородность, напряженное состояние?12,13?. Снижению скорости развития усталостных процессов способствуют сжимающие остаточные напряжения на контактной поверхности. Микротвердость рабочих поверхностей подшипников, должна находиться в пределах HRCэ 61…65 для стали ШХ 15. 
     Повышение долговечности подшипников качения можно получить  путем оптимизации геометрии профиля ответственных поверхностей. Оптимальное профилирование приводит к  снижению контактных напряжений на рабочих поверхностях и обеспечивает их наиболее хорошее распределение по площадке контакта.
     Роликовые подшипникидостаточновосприимчивы к монтажным перекосам.Они возникают из-за погрешностей изготовления, монтажа и эксплуатации и приводят к росту контактных напряжений в зонах краевых участков рабочих поверхностей колец и роликов. Появляющиеся в этих зонах напряжения могут превышать в 2-3 раза теоретически рассчитанные, что приводит к снижению долговечности подшипников на порядок и выше ?26?.Это происходит из-заусталостных разрушений, которыебыстро развиваются ?2,26-31?. На основании этого, для роликоподшипниковоченьважен поиск оптимальной геометрической формы профиля рабочих поверхностей.
     В результате проведениятехнологическогопроцессаповерхностный слой может испытывать на себеотодной  до нескольких последовательных разнообразных обработок.Результатом этого является образование поверхностных слоев, которые имеют свойства,отличающиеся от исходного поверхностного слоя. Поверхностный слой в процессе обработки может испытывать упрочнение. В результате этого происходит изменениемеханических ифизических свойств: растет твердость, сопротивление износу, усталостная прочность, жесткость и снижается ударная вязкость и пластичность.Так же влияют на изменение физико-механических свойства поверхностного слоярежимы резания. Пластическая деформация способствует приведению в порядок структуры поверхностного слоя(тестуирование).
     Целью данной работы является исследование изменения физико-механических свойств поверхности роликовой дорожки после имитационной безабразивной обработки. Для этого необходимо решить следующие задачи:
 Разработать(может лучше «Выбрать» или «Подобрать»?) экспериментальную установку для имитационной безабразивной обработки;
      Подобрать контрольно-измерительные приборы и оборудование;
      Разработать методику проведения эксперимента;
      Разработать методику обработки экспериментальных данных;
      Исследовать процесс формирования физико-механических свойств поверхностей после имитационной безабразивной обработки;
      Разработать практические рекомендации для промышленного использования результатов исследования.

 Системный анализ состояния исследований

1.1 Критический анализ исследований и накопленного практического опыта
     Проведенный анализ технической литературы показывает, что от качества обработки подшипников в значительной степени зависят эксплуатационные свойства и работоспособность всей машины, ее способность конкурировать на мировом рынке [3]. Поэтому компании,  производством подшипников качения вкладывают крупные средства в научно-исследовательские работы, которые направленны на более продуктивную реализацию уже известных методов, повышающих надежность и долговечность подшипников и на поиск новых способов, обеспечивающих повышение качества изготовления продукции.
	На сегодняшний день еще не оченьвысока средняя долговечность подшипников, имеетсясильный  разброс их долговечности, когда срок службы подшипников, принадлежащих к одной партии и работающих в одинаковых условиях, разнится в десятки, а то и в сотни раз[1]. 
	Это возникает из-замногообразия и случайного характерасочетания факторов, которые возникают в реальных условиях работы подшипников в узлах машин. 
     Погрешности изготовления поверхностей подшипников, а так же ответных деталей, ошибки монтажа, вибрации, температурные деформации, прогибы валов и т.д., сочетаясь случайным образом друг с другом, приводят к появлению трудноучитываемого комплекса условий, которые могут оказывать как положительное, так и  отрицательное влияние на взаимодействие деталей подшипников при их эксплуатации.
     Одновременно с этим, имеющиеся технологии производства деталей подшипников плохо обеспечивают необходимые качественные и точностные параметры рабочих поверхностей, способных гарантировать подшипнику устойчивую  работу в условиях реальной эксплуатации[2].
	Случайный характер появления и сочетания погрешностей, возникающих при изготовлении, монтаже и эксплуатации, приводят к тому, что одинаковые подшипники, после установки в одни и те же устройства, работают в различных контактных условиях, испытывают разные нагрузки и, как результат, имеют разную долговечность. 
     Когда подшипник находится в неблагоприятныхусловиях работы, то ему необходимозначительное количество времени для приспособления к этим условиям, процесс приработки деталей может не закончитьсяна протяжении всего срока работы и его долговечность будет не высокой. В том случае, когда случайный комплекс условий эксплуатации окажется благоприятным для геометрии подшипника, которая была сформированана этапе изготовления, тогда он будет иметь максимальную долговечность. 
     Даже при осуществлении стендовых испытаний имеет место разброс долговечности подшипников. Существующие технологии производства деталей подшипников рассчитаны на эксплуатацию в идеальных условиях. Такие условия  очень редко появляются как итог благоприятного сочетания положительных и отрицательных конструкторских, технологических и эксплуатационных факторов[7]. 
     Поэтому, чем больше детали подшипника на этапе изготовления подготовлены к реальным условиям эксплуатации, чем больше рабочие поверхности будут соответствовать эксплуатационным, тем выше долговечностьи надежность подшипника. В этом случае,период приработки деталей подшипника пройдет намногомягче и быстрей, и обеспечится постоянство необходимых для длительной работы характеристик.
     На основании этого, для повышения надежности и долговечности подшипников на заключительномэтапе изготовления, требуется учитывать эксплуатационный фактор. Традиционно используемые методы окончательной обработки деталей подшипникане имеют такой возможности. В связи с этим,имеет место необходимостьразрабатывать новые методы окончательной обработки, которые бы позволялиполучить на обрабатываемых поверхностях геометрические параметры наиболее близкиек тем, которые образуются в ходе эксплуатации подшипника[6].
     Выбор технологии обработки зависит  от необходимости получения требуемого класса чистоты и качества поверхностного слоя. Кроме этого, при использовании передовых технологий,необходимообеспечивать повышениеэкономии материалов и производительности обработки.
     К таким технологиям относятся методы безабразивной обработки деталей подшипников. Они используются на заключительной стадии технологического процесса. Такие технологии  делят на три группы:
      -  методы поверхностного пластического деформирования;
      - методы индивидуальной обработки рабочих поверхностей собственным комплектом тел качения;
      - методы совместной доработки деталей подшипников в собранном виде?1?.
     При формообразовании поверхностей с использованием перечисленных методов, появляется пластическая деформация поверхностных слоев заготовки. 
     Пластическая деформация обеспечивает повышенную твердость, однородность микроструктуры прилегающих к поверхности слоев металла. Это является одним из важнейших преимуществ пластической деформации по сравнению с методами резания иобеспечивает повышениеусталостной прочности иизносостойкостидетали, что ведет к повышению надежности изделия. 
     Пластическая деформацияобеспечивает устойчивость параметров поверхностного слоя, что приводит к снижению разброса по долговечности. 
     Из имеющегося многообразия схем обработки деталей методами пластической деформации для подшипниковой промышленности можно использовать четыре схемы: обкатывание шариками и роликами при вращающейся заготовке, обкатывание между вращающимися валками, выглаживание различными инструментами вращающейся заготовки и выглаживание протягиванием или прошиванием.
     Две первые схемысопровождаются трением качения, возникающим в месте контактаинструментального ролика с обрабатываемой поверхностью, а для третья и четвертая схемы – трением скольжения.
     В машиностроении наибольшее распространение получили методы обкатки шариками ироликами. Онидают возможностьполучатьтребуемуюшероховатость поверхности,точность обработки и физико-механические свойства поверхностного слоя. Все эти параметры обработки в значительной степени определяются режимами  и условиями проведения процесса.     
     Получаемые физико-механические свойства поверхностного слоя заготовки зависят от степени деформации. Чем больше деформация, тем более глубока степень  распространения деформированного или измененного слойя. 
     В процессе пластического деформирования происходит изменение формы кристалловметалла. Они сплющиваются,вытягиваются в одном направлении и  укорачиваются в другом, совпадающем с главным направлением деформации.
     Для отделочной обработки деталей подшипников пробовали использовать обкатку шариком, виброобкатывание и алмазное выглаживание?71-73?. Но эти  методы не смогли обеспечить требуемых отклонений от круглости, параметров волнистости и шероховатости обрабатываемых поверхностей.   
     Поэтому, методы поверхностного пластического деформирования, даже с учетом того, что они имеют преимущества по созданию благоприятных физико-механических свойств поверхностного слоя обрабатываемой детали, не смогли найдти широкого применения при производстве подшипников. Так же эти методы не обеспечивают высокоточного профилирования заготовок и необходимой точности формы обработанной поверхности, а этоимеет важное значениедля обеспечения более высокой работоспособности подшипниковых опор.  
     В процессе эксплуатации было замечено, что после начального периода использования рабочие  поверхности роликов и колец      приобретают  выпуклую  форму,  торцы  роликов  становятся закругленными, а поверхности направляющих бортов – «разваленными» или смятыми. Таким образом, в подшипнике происходит эксплуатационная доводка роликов и дорожек качения до нужной геометрической формы. Поэтому был сделан вывод, что, именно такую форму деталям подшипника целесообразно придавать на заключительном этапе технологического процесса их изготовления.
     Для получения необходимой формы поверхностей деталей были разработаны технологии, заключающиеся в приработкеподшипников в собранном виде.Эти технологии назвали имитационными.Название это они получилипотому, что в ходе обработки движение инструмента имитирует движение деталей, которые  сопряжены с обрабатываемыми поверхностями в процессе работы в собранном узле. В ходе такой приработки формируется наиболее оптимальная геометрия поверхностей деталей подшипника и более выгодная структура поверхностного слоя. Эксплуатационные характеристики подшипника получаются более устойчивыми после проведенияприработкиих в собранном виде.
     По данным работ?77,78? в начале процесса приработки на поверхностях деталей происходит активная пластическая деформация микровыступов. 
     В тех случаях, когда приработка подшипников в собранном виде проводится непосредственно в рабочих машинах ?75?, то для окончания этого процесса необходимоочень много времени и отсутствует возможность оптимизировать режимы и условия приработки.
     Поэтому разработаны специальные устройства и методы обработки, при использовании которых образуются более благоприятные условия для хода процесса. Они дают возможность повысить качество формообразования прирабатываемых поверхностей и производительность. 
     В работе ?22? описан процесс приработки подшипников с использованием специального устройства, позволяющего проводить сообкатывание тел качения и колец с частотой 20-40 об/мин постепенно нагружая прирабатываемый подшипник осевой нагрузкой, которая увеличивается со временем до значения, которое двукратно превышает номинальный уровень. Время хода процесса составляет 5-10 часов, а появляющиеся  продукты износа постоянно удаляются прокачкой через подшипник специальной технологической жидкости. 
     В работе ?24? предложен способ приработки радиально-упорных подшипников, при котором прирабатываемые подшипники предварительно формируют по жесткости, а затем сформированный комплект устанавливают в опоры стенда по схеме в распор с использованием в качестве баз технологические базы, применяемые при окончательной обработке. Процесс  приработки осуществляют путем вращения внутренних колец подшипников с частотой 80-200 об/мин. Одновременно, к базовым торцам колец каждого подшипника прикладывают осевую нагрузку в 5-10 раз превышающую заданное усилие осевого натяга. Количество подшипников, входящих в комплект, принимают кратным двум, а время приработки составляет 2-5 мин.
     Имеет место способ обработки дорожек качения колец подшипников путем притирки шариками, представленный в работе ?90?.Во вращающееся наружное кольцо с набором шариков вводят вращающийся конус, создающий рабочее давление в зоне обработки и обеспечивающий проскальзывание на площадках контакта, шаров и дорожки качения (рис. 1.1).

      Рисунок 1.1 Схемы устройств для обработки  дорожек качения
колец подшипников шариками: верхняя схема - доводка наружных колец;
      нижняя схема - доводка внутренних колец; 1 - технологический конус;
      2 – шарики; 3- обрабатываемое    кольцо; 4 – сепаратор
     Технологическому конусу и заготовке сообщают вращение с целью обеспечения проскальзывания в местах контакта, шариков и дорожки качения. Одновременно задается угол конуса, который берется равным удвоенному углу контакта. 
     Данный способ позволяет провести приработку только одного кольца подшипника, что дает незначительное увеличение работоспособности подшипника. К тому же, способ имеет не высокую универсальность и не может применяться для обработки дорожек качения колец роликовых подшипников.
     В работе [92] дано описание способа обработки колец роликами. Обработка проводится специальной инструментальной головкой, ось вращения ее пересекается с осью вращения заготовки под некоторым углом в центре симметрии обрабатываемой поверхности (рис. 1.2). Инструментальная головка состоит из нескольких деформирующих роликов. Ролики в ходе обработки располагаются вокруг поверхности, подвергающейся обработке, с одинаковым или не одинаковым угловым шагом и с установленным усилием прижимаются к этой поверхности. Ролики устанавливаются в инструментальной головке так, что когда головка вращается, то они начинают вращаться вокруг собственных осей, таким образом, обкатывая обрабатываемую поверхность. Скользя по обрабатываемой поверхности, роликами осуществляется формообразование поверхности в поперечном и продольном сечениях. Одновременно с этим осуществляется упрочнение обрабатываемой поверхности и формирование благоприятных физико-механических свойств.

     Рис. 1.2. Схема косоугольной безабразивной обработки: 1- заготовка; 2 – деформирующие ролики; 3 – инструментальная головка.
     
     Недостатком данного методаявляется то, что параметры процесса, такие как размеры инструментальных роликов, наладочные параметры, режимы обработки не связаны с теми условиями, в которых придется работать обрабатываемoй детали. Поэтому полученная геометрия обрабатываемой поверхности будет далека от той, которая получается в процессе приработки на начальномэтапе эксплуатации. В итоге, потребуется значительное количество времени для проведения эксплуатационной доработки поверхностей, а это отрицательно будет влиять на надежностьи долговечностьработы обработанной детали в узле.     
     Кроме прочего, так же  существуют методы приработки, в ходе которых равномерность износа и ускорение процесса достигаются наложением на обрабатываемую деталь подшипника относительных колебаний с амплитудой, которая может регулироваться ?86,87? или ультразвуковых колебаний?88?.
     Однако эти методы имеют малую универсальность, низкую производительность, сложность в проведении процесса, не могут обеспечить требуемую точность обработки.Недостатком так же является низкая формообразующая возможность.Все это привело к ограниченному используют  этим методов в производстве  подшипников . [7].
     
     1.2 Основные выводы
     Основываясь на проведенном анализеформообразующих методов на заключительномэтапе технологического процесса изготовления деталей подшипника, можно сделать следующие выводы:
      Существующие методы приработки подшипников касаются только шарикоподшипников и не могут применяться для обработки  роликовых опор.Однако, если применять данный процессдля  высокоточного формообразования деталей роликовых подшипников, это позволит в значительно повысить их долговечность и надежность.
      Имитационные методы обработки подшипников в собранном виде дают возможность формировать на рабочих поверхностях деталей этих подшипников требуемую геометрию и качество, которые близки к эксплуатационным.Это способствует повышению работоспособности подшипников в наиболее широком диапазоне эксплуатационных условий. Недостатком является то, что происходит неконтролируемое увеличение радиального зазора.Из-за этого происходит снижение положительного эффекта от проведенной доработки.  
     3.	Ощутимо повысить эксплуатационные свойства подшипников дает безабразивная индивидуальная или совместная обработка поверхностей их деталей. Такая обработка дает возможность получитьнаилучшие физико-механические свойства поверхностных слоев обрабатываемых деталей, способность противостоять усталостным разрушениямиповысить их износостойкость. Недостатками этих методовявляется малая производительность, низкиевозможности формообразования и невозможностьполучить требуемую точность обрабатываемых поверхностей.
     4.	Для усовершенствования имеющихся методов безабразивной обработки с целью повышения их качественных и точностных показателей , а так же производительности,необходимо продолжать исследованияпроцессов взаимодействия инструмента и обрабатываемой поверхности.
     1.3 Предлагаемый способ обработки.
     Основываясь на полученных результатах исследования формообразующих  процессов, предлагается  имитационная технология, позволяющаяполучить рациональные геометрические параметрыобработанных поверхностей деталей инаиболее благоприятные физико-механические свойства поверхностного слоя, повышая,таким образом, их способность сопротивляться усталостным разрушениям и износостойкость.
     Смысл предложенной технологии в том, что в ходе процесса обработки создают перекос оси вращения инструментальной обоймы с комплектом тел качения и сепаратором относительно плоскости симметрии обрабатываемой поверхности и сообщают им вращение. При этом тела качения и инструментальная обойма соответствуют по размерам и форме кольцам и телам качения подшипника, деталь которого подвергается обработке. Угол перекоса устанавливаетсятак, что бы обеспечился натяг между заготовкой и инструментом.Вращение инструментальной обой.......................