12_Butakov.doc Аналитическое определение режима обработки при обкатывании роликами устройством со стабилизацией рабочего усилия обкатывания Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2013, № 2 73 Бутаков Б.И., Артюх В.А. Николаевский национальный аграрный университет г. Николаев, Украина E-mail: vitaliy5555555555@rambler.ru АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА ОБРАБОТКИ ПРИ ОБКАТЫВАНИИ РОЛИКАМИ УСТРОЙСТВОМ СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ РАБОЧЕГО УСИЛИЯ ОБКАТЫВАНИЯ УДК 621.787.4 Проведены исследования по выбору оптимального усилия обкатывания, установлено, что значение средне- го давления р для торообразных, бочкообразных и цилиндрических роликов, определенное при разных средних уг- лах вдавливания φ, отклоняется от твердости по Мейеру не более чем на 7 %. Это позволяет принять при расчете усилия обкатывания Р торообразными, бочкообразными и цилиндрическими роликами в качестве условия подобия постоянство среднего угла вдавливания φ, а также установлены оптимальные углы вдавливания для чистового и уп- рочняющего режима обкатывания и экспериментально определено оптимальное погонное усилие обкатывания в за- висимости от диаметра ролика, которое обеспечит шероховатость поверхности на обработанной детали Rа = 0,63 – 1,25 мкм. Ключевые слова: обкатывание, ролик, средний угол вдавливания, твердость, стабилизация усилия, приведенная кривизна, погонное усилие. Введение К основным элементам режима обкатывания роликами относят усилие, подачу, скорость и коли- чество проходов. Усилие обкатывания в многосерийном и массовом производствах определяется опыт- ным путем на пробной партии деталей [1]. В условиях единичного и мелкосерийного производствах находят применение методики, кото- рые позволяют назначить усилие обкатывания в зависимости от геометрических размеров детали и роли- ка, а также механических свойств обкатываемого материала [1]. Ю. Г. Проскуряков на основе экспери- ментальных исследований предложил метод расчета усилия обкатывания валов и отверстий шариком и роликом с прямолинейной образующей. Усилие определяется в зависимости от геометрических размеров ролика и детали, модуля упругости обкатываемого материала и максимального давления в контакте при обкатывании. Основной материал Измерения отпечатков, полученных при разных усилиях вдавливания и разных размерах деталей и роликов, показали, что форма эллипса характеризуется отношением полуосей в/а, значения которых рассчитаны по известным формулам теории упруго- сти. На рис. 1 приведен график зависимости формы отпечатка (в/а) от соотношения кривизны детали и ролика [2]. Нами в основу расчета усилия обкатывания положена зависимость, которая связывает усилие вдавливания шарика с диаметром отпечатка, который рассчитывается по формуле Мейера [3, 4]. ϕ== nnш n ш mDmdР sin 0 , (1) где Рш – сила вдавливания шарика; d0 – диаметр отпечатка; Dш – диаметр шарика; ϕ – угол вдавливания (рис. 1); m и n – константы Мейера, соответственно зависящие от диаметра шарика, свойств обрабатывае- мого материала и от способности материала к наклепу. При изменении диаметра шарика, когда соблюдается постоянство угла вдавливания, усилие из- меняется пропорционально площади отпечатка (закон подобия): const == i ш F P F P . (2) Рис. 1 – Зависимость формы отпечатка от размеров детали и ролика: Ω = (2/Dp + 2/Dд – 1/rp – 1/R)/(2/Dp + 2/Dд + 1/rp + 1/R), где Dp, rp – диаметр и профильный радиус ролика; Dд, R – диаметр и радиус кривизны образующей детали PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com mailto:vitaliy5555555555@rambler.ru http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Аналитическое определение режима обработки при обкатывании роликами устройством со стабилизацией рабочего усилия обкатывания Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2013, № 2 74 При разных углах вдавливания равенство (2) не соблюдается, потому что удельное давление за- висит от угла вдавливания шарика. Так как отпечаток ролика на поверхности детали имеет форму эллип- са (рис. 1) для сравнения усилия вдавливания ролика и шарика условие подобия заменено равенством среднего угла вдавливания: ϕ= ϕ+ϕ 2 ва , (3) где аϕ , вϕ – улы вдавливания ролика соостветственно в осевом и продольном сечениях. В предположении, что при условии (3) усилия пропорциональны площадям отпечатков, запишем с учетом (1): ваDm F F РР nnш ш ш ϕ== −− 22 sin4 , (4) где а, в – полуоси отпечатков соответственно в осевом и поперечном сечениях (рис. 1). Значения m и n определены в работе [2] для разных сталей и диаметров шарика; n = 2,3 для Dш = 60 мм и стали 20 (140 НВ), m = 0,44 кН/мм (значение Dш, а и в приведены в мм, Р – в кН). Экспериментально установлено, что при обкатывании без продольной подачи с углами вдавли- вания 5 - 6° шероховатость поверхности уменьшается на 5 - 7 классов. Впрочем, использование таких уг- лов вдавливания считают в работе [3] при обкатывании с подачей роликов недопустимым из-за волни- стости обкатанной поверхности. Полуось отпечатка ролика на детали будет равна: аprа ϕ= sin . (5) Формулу (4) преобразуем с учетом (5): 2222 sinsin4 рa nn ш rа в DmР ϕϕ= −− . (6) Основным параметром, который определяет чистовой или упрочняющий режим обкатывания, является усилие вдавливания ролика. С целью проверки применимости формулы (3) в зависимости Мейера (формула 1), для значи- тельно вытянутых отпечатков, когда а >>в осуществлено экспериментальное вдавливание шариков, то- рообразных, бочкообразных и цилиндрических роликов в стальные образцы с разными усилиями на прессе Бринелля. При вдавливании цилиндрических роликов с целью получения равномерной деформации метал- ла по длине роликов была обеспечена их самоустановка по поверхности образца. Для того, чтобы уменьшить влияние концентрации напряжений вблизи концов цилиндрических роликов на величину на- пряжений в средней части отпечатка, где происходило измерение его ширины, длина цилиндрических роликов была принята равной ширине образцов и в несколько раз превышала диаметр роликов. После вдавливания роликов размеры отпечатков измерены на инструментальном микроскопе с точностью 0,005 мм и рассчитывалось среднее давление Р (в МПа). Это значение, умноженное для кру- говых отпечатков на 103, является твердостью по Мейеру НМ. Зависимость НМ от угла ϕ (в интервале 2 - 25°) для сталей различной твердости аппроксимировали зависимостью, 21 , βϕβ ϕγ= еНМ , где е – ос- нование натуральных логарифмов, значения γ , 1β и 2β приведены в табл. 1. Таблица 1 Значения γ , 1β и 2β НВ γ , НМ/град 1β , град -1 2β 128 33,4 -0,0137 0,53 176 56,7 -0,017 0,49 202 86,7 -0,019 0,42 341 190,2 -0,02 0,21 Прологарифмировав уравнение регрессии, получим: ϕβ+ϕβ+γ= lglglglg 21 eHM . Введя обозначения γ=β=β== lg ; ;lg ;lg 12211 aвeвHMy имеем: ϕ+ϕ+= lg 211 ввay , (7) где у – среднее давление в отпечатке; PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Аналитическое определение режима обработки при обкатывании роликами устройством со стабилизацией рабочего усилия обкатывания Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2013, № 2 75 ϕ – средний угол вдавливания. Оценки коэффициентов 1 a , 1в , 2в линий регрессии определяются в соответствии с методом наименьших квадратов [5] по формулам: п у уа п і і∑ === 11 ; (8) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) iі D уууу в п і п і п і п і iiііiiіiiііі ϕϕ = = = = ∑ ∑ ∑ ∑ ϕ−ϕϕ−ϕ⋅ϕ−ϕ⋅−−ϕ−ϕ⋅ϕ−ϕ⋅− = lg 1 1 1 1 2 1 lglglglglglg ; (9) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) iі D уууу в п і п і п і п і іііііiiiiііі ϕϕ = = = = ∑ ∑ ∑ ∑ ϕ−ϕ⋅−⋅ϕ−ϕ⋅ϕ−ϕ−ϕ−ϕ⋅−⋅ϕ−ϕ = lg 1 1 1 1 1 2 lglglglg ; (10) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 1 1 22 lg lglglglg∑ ∑ ∑ = = = ϕϕ       ϕ−ϕ⋅ϕ−ϕ−ϕ−ϕ⋅ϕ−ϕ= п і п і п і ііiiііiiiі D , где ∑ = ϕ=ϕ n і іі n 1 1 ; ∑ = ϕ=ϕ n і ii n 1 lg 1 lg . Оценки дисперсий коефициентов определяются: n S S a 2 2 = ; (11) ( ) iі D SS n i ii в ϕϕ ∑ = ϕ−ϕ = lg 1 1 2 22 lglg ; (12) ( ) iі D SS n i іі в ϕϕ ∑ = ϕ−ϕ = lg 2 1 2 22 ; (13) ( ) ( ) iі D SS n i iiіі вв ϕϕ ∑ = ϕ−ϕ⋅ϕ−ϕ −= lg 21 12 lglg ; (14) ∑ = −ϕ⋅+ϕ⋅+⋅ − = n i iiі yввan S 1 2 211 2 )lg( 3 1 . (15) После статистической обработки результатов полученная зависимость среднего давления на от- печатке от среднего угла вдавливания для сталей различной твердости показана на рис. 2. Значение Р, умноженное на 103 для торообразных, бочкообразных и цилиндрических роликов, вычисленное при различных углах вдавливания ϕ , рассчитанных по формуле (3), отклоняется от твер- дости по Мейеру не более чем на 7 %. Это позволяет принять при расчете усилия обкатывания Р торооб- разными, бочкообразными и цилиндрическими роликами в качестве условия подобия постоянство угла вдавливания ϕ . При обкатывании деталей бочкообразными роликами малого диаметра, дающими вытянутые от- печатки, а также торообразными роликами, с установкой роликового узла на опорах качения [6], усилие Р и угол аϕ могут быть увеличены, а при отношении осей отпечатка в/а < 0,25 должны быть уменьше- ны во избежание шелушения обкатанной поверхности в результате перенаклепа. Начало шелушения об- катанной поверхности зависит от механических свойств обкатываемого материала, формы микронеров- ностей, условий смазки и режима обкатывания. Ограничивая средний угол вдавливания ϕ = 5° можно предотвратить шелушение при большем или меньшем числе проходов. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Аналитическое определение режима обработки при обкатывании роликами устройством со стабилизацией рабочего усилия обкатывания Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2013, № 2 76 Рис. 2 – Зависимость среднего давления на отпечатке от среднего угла вдавливания: о – отпечатки шариков; х – отпечатки торообразных и бочкообразных роликов; + – отпечатки цилиндрических роликов Подставив в формулу (3) значения полуосей а и в, записанные с учетом малости углов аϕ и вϕ в виде выражений: , 22 ; дp в ар DD в rа ± ϕ = ϕ= (16) получим: дp вap nn ш DD rDm P 22 4 22 ± ϕϕϕ = −− . (17) Определим значения углов аϕ и вϕ . Отношение полуосей эллипса отпечатка с учетом (16): аp дp в r DD а в ϕ        ± ϕ = 22 . (18) Из совместного решения уравнений (3) и (17) относительно аϕ и вϕ имеем:         ±+ ϕ =ϕ дp p а DD r а в 22 1 2 ; (19)         ±+ ϕ        ± =ϕ дp p дp p в DD r а в DD r а в 22 1 22 2 . (20) С учетом этих значений углов формула (17) примет вид: 2 22 22 1 16                 ±+ ϕ = − дp p p nn ш DD r а в а в rDm Р , (21) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Аналитическое определение режима обработки при обкатывании роликами устройством со стабилизацией рабочего усилия обкатывания Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2013, № 2 77 где в круглых скобках знак “ + ” относится к обкатыванию валов, а знак “ – ” – к разкатыванию отверстий; значение угла ϕ в радианах. После подстановки в выражение (21) экспериментальных значе- ний n = 2,3 и m = 0,44 кН/мм2 [4], например для стали 20, при шD = 60 мм получим: 2 23,2 20 22 1 21                 ±+ ϕ = дp p p DD r а в а в r Р , (22) где 20Р в кН. Усилие обкатывания сталей различной твердости определяется произведением: 20 РКР р= , (23) где Кр – коэффициент, учитывающий твердость НВ обкатываемых сталей (табл. 2). Таблица 2 Выбор коэффициента усилия Кр НВ 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 Кр 0,8 1,0 1,2 1,5 1,7 1,9 2,20 2,45 2,70 3,00 3,30 3,60 4,00 4,40 5,00 Для построения графика зависимости усилия 20Р от геометрических величин определим значе- ние диаметра pD и профильного радиуса ролика pr [4], соответствующие фиксированному значению усилия 20Р . Для случая обкатывания плоскости, когда 2/Dд = 0, параметр Ω имеет вид: pp pp r D r - D 12 12 + =Ω . (24) Преобразовав относительно pr имеем: ) -(1 2 ) (1 p Ω Ω+ = D rp . (25) Подставив данное значения pr в (22) при 2/Dд = 0, получим: )(1 29,2 )](1 1[P 1,15 20 Ω+ϕ Ω++Ω− = а в а в Dp . (26) Задаваясь различными отношениями в/а, а также находя по графику (рис. 1) соответствующие им значения Ω для фиксированных 20Р и φ, находим по формулам (25) и (26) размеры pD и pr Исходя из этого следует считать для стальных деталей допустимым средний угол вдавливания φ = 5°. При этом по мере вытягивания отпечатков (Ω → 1) угол вдавливания в направлении обкатывания φв стремиться до 10°. На рис. 3 приведен график зависимости приведенного усилия от геометрических размеров дета- ли и ролика. В левой части графика построено семейство кривых, представляющих собой зависимость удво- енного приведенного радиуса кривизны (2Rпр) в плоскости качения ролика от диаметра ролика и детали (2Rпр = 1/(1/ pD ±1 /Dд) для обрабатываемых поверхностей разнообразной формы [3]. Семейство кри- вых разделено прямой Dд → ∞, которая относится к случаю обработки плоских поверхностей; кривые, расположенные над этой прямой, относятся к обкатыванию валов, под ней – к раскатыванию отверстий. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Аналитическое определение режима обработки при обкатывании роликами устройством со стабилизацией рабочего усилия обкатывания Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2013, № 2 78 2,5 3,15 4 5 6,3 8 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 2R , мм пр 3,15 4 5 6,3 8 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 500 315 250 200 125 100 80 63 50 40 31,5 25 20 16 12,5 10 8 6,3 5 D , мм r , ммр р 0,63 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 b/ а b/ а 0,04 0,063 0,1 0,16 0,25 0,4 16 25 40 63 100 160 250 500 16 25 40 63 100 160 250 500 Dд D =10ммд(в) D = =10мм д(о) 0,63 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 10 16 25 40 63 100 160 250 0,250,4 0,631,0 1,6 2,54,06,3 10 16 25 40 63 100160 250 Р =0,4кН 20(5) Р =0,16 20(2,5) А Рис. 3 – Зависимость усилия обкатывания от размеров детали и ролика В правой части номограммы кривые линии с использованием уравнений (25) и (26) соответст- вуют усилиям ( )520Р обкатывания роликами при установке роликовых узлов на подшипниках качения [3] и работе со средним углом вдавливания φ = 5°, когда необходимо получить поверхность с параметром шероховатости 0,08 ≤ Ra ≤ 0,32 мкм и совместить чистовое и упрочняющее обкатывание. Отрезки прямых, расположенные ниже наклонной прямой в/а = 0,25, соответствуют усилиям Р20(2,5) обкатывания с средним углом вдавливания φ = 2,5° при чистовом режиме обкатывания. При рас- чете точек прямоугольных отрезков учтено влияние диаметра детали и этим ликвидирована погреш- ность, допускающаяся в пределах 10 % при построении номограммы [2]. Представленную номограмму (рис. 3) с использованием формулы (23) можно применять при обкатывании сталей других марок с раз- ной твердостью до НВ = 400 с учетом значений Кр (см. табл. 2). Производительность процесса при обкатывании деталей роликами определяется числом прохо- дов, скоростью обкатывания и продольной подачей ролика. Как правило, обкатывание заканчивается за один продольный проход ролика. Повторные проходы приходится назначать лишь при обработке грубо подготовленных поверхностей. Шероховатость обкатанной поверхности практически не зависит от ско- рости обкатывания, поэтому всегда стремятся работать на высоких скоростях, предельно допускающиеся станком и конструкцией устройства для обкатывания. Установка рабочих роликов на надежных подшип- никах качения позволяет, работать со скоростями 100 м/мин и больше. Ограничение скорости возникает при обкатывании крупных тяжелых валов в связи с недостаточной несущей способностью центров то- карных станков. Повышение производительности обкатывания в этих случаях может быть достигнуто увеличением подачи ролика. Подачу и количество продольных проходов ролика кругового профиля при обкатывании определяют (табл. 3.) в зависимости от его профильного радиуса, ожидаемой и исходной шероховатости поверхности, а также количества роликов в устройстве [2]. Как видно из табл. 3, ограни- чение усилия обкатывания углом вдавливания φ = 2,5° позволяет снизить шероховатость по параметру Ra с 10,0 до 1,25; 5,0 – 0,63 и 2,5 – 0,32 мкм. Последующее повышение усилия обкатывания в случае применения традиционных устройств, в которых роликовый узел установлен на опорах скольжения, приводит к появлению волнистости на обкатанной поверхности. Увеличение профильного радиуса роли- ка – один из путей повышения производительности обкатывания [4]. Однако увеличение радиуса влечет за собой рост рабочего усилия. Например, для обкатывания вала диаметром 250 мм, изготовленного из малоуглеродистой стали (140 НВ), при диаметре ролика 100 мм с профильным радиусом 20 мм необходимо рабочее усилие 2,2 кН. Если радиус ролика увеличить в 2 раза (до 40 мм), усилие растет до 6,3 кН, в 4 раза (80 мм) – 18 кН, в 8 раз (160 мм) – 50 кН. Однако величина допустимого усилия как правило ограничивается. На токарных станках средних размеров допускаются радиальные усилия до 25,0 кН и на более больших – до 60,0 кН. Недостаточная жесткость детали может внести дополнительные ограничения рабочего усилия. Кроме того, реализация больших рабочих усилий нуждается в применении сложных и тяжелых уст- ройств для обкатывания. Все это приводит к тому, что увеличение радиуса ролика rp при сохранении по- следних параметров процесса обкатывания позволяет повышать производительность лишь в очень узких пределах. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Аналитическое определение режима обработки при обкатывании роликами устройством со стабилизацией рабочего усилия обкатывания Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2013, № 2 79 Таблица 3 Подачи S, мм/об при обкатывании стальных деталей роликами кругового профиля при φ = 2,5° Необходимая Rа, мкм 1,25 0,63 0,16 - 0,32 Исходная Ra, мкм Профильный радиус ролика rр, мм 10,0 5,0 2,5 5,0 2,5 2,5 1,25 5 0,07 0,15 0,3 0,07 0,15 0,07 0,15 6,3 0,09 0,18 0,36 0,09 0,18 0,09 0,17 1 2 3 4 5 6 7 8 8 0,12 0,23 0,46 0,12 0,23 0,12 0,19 10 0,15 0,29 0,56 0,15 0,29 0,15 0,21 12,5 0,18 0,37 0,64 0,18 0,34 0,18 0,24 16 0,23 0,47 0,72 0,23 0,39 0,23 0,27 20 0,29 0,58 0,80 0,29 0,42 0,29 0,30 25 0,37 0,83 0,88 0,37 0,48 0,35 0,35 32 0,47 0,94 1,00 0,47 0,54 0,39 0,39 40 0,58 1,12 1,12 0,58 0,60 0,43 0,43 50 0,74 1,24 1,24 0,66 0,66 0,48 0,48 63 0,92 1,40 1,40 0,72 0,72 0,54 0,54 80 1,17 1,60 1,60 0,84 0,84 0,60 0,60 100 1,45 1,80 1,80 0,96 0,96 0,66 0,66 125 1,8 2,0 2,0 1,05 1,05 0,75 0,75 160 2,25 2,25 2,25 1,23 1,23 0,85 0,85 200 2,55 2,55 2,55 1,35 1,35 0,95 0,95 250 2,9 2,9 2,9 1,55 1,55 1,1 1,1 320 3,2 3,2 3,2 1,7 1,7 1,2 1,2 400 3,6 3,6 3,6 1,9 1,9 1,4 1,4 500 4,0 4,0 4,0 2,2 2,2 1,55 1,55 630 4,6 4,6 4,6 2,4 2,4 1,7 1,7 Дополнительные возможности увеличения степени пластической деформации при малом значе- нии φ, предотвращающем появление волнистости, - умень- шение диаметра ролика. Диаметр ролика не определяет не- посредственно величину продольной подачи при обкатыва- нии, но от него зависит рабочее усилие. Ролики еще меньших диаметров можно применять в самоустанавливающейся роликовой головке с помощью устройства [6], цилиндрическая пружина которого регули- руется в пределах 17,0 кН. Для этого устройства подходят станки типа 1К62. При проходах 1, 4, 8 и 16 раз появляется возможность обкатывать валы диаметром 50 мм, проточен- ные с подачами 0,26 и 0,43 мм/об. С целью определения влияния рабочего диаметра ролика и усилия обкатывания на шероховатость поверхно- сти, были проведены исследования обкатывания стального вала роликами диаметром 3,2; 5; 8; 12,5; 20; 32 мм с разны- ми рабочими усилиями с последующим замером шерохова- тости поверхности, соответственно после 1, 2, 4, 8, 16 про- ходов. Считая, что оптимальное рабочее усилие в случае обкатывания валов должно обеспечивать снижение шерохо- ватости поверхности до Rа = 0,63 … 1,25 мкм, по данным проведенных исследований построены зависимости погон- ного усилия обкатывания q (усилие, отнесенное к длине пятна контакта ролика на детали) от рабочего диаметра ро- лика (рис. 4). На этом графике указаны усилия, позволяющие получить шероховатость поверхности Ra = 0,6...1,25 мкм за 1; 2; 4; 8 и 16 приведенных проходов. Под приведенным числом проходов понима- Рис. 4 – Зависимость погонного усилия обкатывания от диаметра ролика: А – после одного прохода; Б – двух проходов; В – четырех проходов; Г – восьми проходов; Д – шестнадцати проходов PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Аналитическое определение режима обработки при обкатывании роликами устройством со стабилизацией рабочего усилия обкатывания Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2013, № 2 80 ется отношение ширины контакта ролика с деталью к величине продольной подачи ролика. Погонное усилие обкатывания изменяется пропорционально приведенной кривизне контакта ролика с деталью в плоскости обкатывания. При обкатывании роликами малого диаметра, когда приведенная кривизна оп- ределяется в основном кривизной ролика, погонное усилие пропорционально диаметру ролика. Ролики малого диаметра с прямолинейным профилем, закругленным около торцев радиусами 30 - 50 мм, позволяют применять увеличенные продольные подачи, которые достигают 6 - 16 мм/об де- тали. Волнистость на обкатанной поверхности отсутствует. Для случаев обработки деталей цилиндриче- ским роликом относительно малого диаметра (Dp ≤ Dд) средний угол вдавливания можно выразить в радианах, используя соотношение: р в D в = ϕ =ϕ 2 . (27) Нагрузка на единицу длины контакта ролика с обрабатываемой поверхностью с учетом (27) бу- дет равняться: вq НМ202,0= , (28) где q – измеряется в кН/мм; 0,02 – коэффициент соответствия размерностей q і НМ; НМ – в единицах твердости по Мейеру; Dp – в мм; ϕ – в рад (чтобы избежать шелушения от перенаклепа рекомендуется применять ϕ ≤ 5° или 0,0873 рад). Погонное усилие обкатывания q, рассчитанное по (28) с учетом (22), удовлетворительно совпа- дает с данными, приведенными на рис. 3. При установке роликовых узлов на опорах качения, когда при средних углах вдавливания роликов φ, равных пяти градусам, волнистости на обкатываемой поверхно- сти не возникает, а ось отпечатка в направлении подачи растет в 2 раза и больше, подачи обкатывания могут быть увеличениы в 2 раза по отношению к рекомендациям в табл. 3. Вывод С целью предотвращения перенаклепа и шелушения обкатываемого металла, введено ограничение усилия обкатывания средним углом вдавливания, который не превышает 5°. Экспериментально установ- лена зависимость погонного усилия от диаметра ролика и количества проходов, при которой будет соз- даваться шероховатость поверхности валов Rа = 0,63 - 1,25 мкм. Литература 1. Шнейдер Ю.Г. Чистовая обработка металлов давлением. / Шнейдер Ю.Г. М.: Машгиз, 1963. – 272 с. 2. Браславский В.М. Технология обкатки крупных деталей роликами. / Браславский В.М. 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1975. – 160 с. 3. Бутаков Б.И. Усовершенствование процесса чистового обкатывания деталей роликами // Б.И. Бутаков. Вестник машиностроения. - 1984. - № 7. - С. 50 – 53. 4. Бабей Ю.И. Поверхностное упрочнение металлов. / Ю.И. Бабей, Б.И. Бутаков, В.Г. Сысоев – К.: Наукова думка, 1995. – 255 с. 5. Хальд А. Математическая статистика с техническими приложениями. / Хальд А. М.: Ил, 1956. – 664 с. 6. Пат. 71119 Україна, МПК В24В 39/00. Пристрій для зміцнюючого та чистового обкатування поверхонь тіл обертання зі стабілізацією робочого зусилля / Б. І. Бутаков, В. О. Артюх; заявник і власник Бутаков Б. І. – № u201112463; заявл. 24.10.2011; опубл. 10.07.2012, Бюл. №13. Поступила в редакцію 18.04.2013 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com Аналитическое определение режима обработки при обкатывании роликами устройством со стабилизацией рабочего усилия обкатывания Проблеми трибології (Problems of Tribology) 2013, № 2 81 Butakov B.I., Artyukh V.A. Analytical determination of mode treatment at rolling rollers by device from stabilizing working effort rolling. Research on the choice of optimum effort of rolling-off, is it set that value of middle pressure , for torovivid, barrel- type and cylindrical rollers, certain at the different middle corners of pressing φ, deviates from hardness on Meyer no more than on 7 %. Does it allow to accept at a calculation efforts of rolling toroobraznymi, by barrel-type and cylindrical rollers as a condition of similarity constancy of middle corner of pressing φ, and also the optimum corners of pressing are set for the clean and consolidating mode of rolling-off and optimum linear effort of rolling-off from the diameter of roller is experimen- tally certain which will provide the roughness of surface on the treated detail of Ra = 0,63 – 1,25 mkm. Keywords: rolling, roller, middle corner of pressing, hardness, stabilizing of effort, resulted curvature, linear effort. References 1. Shnejder Ju.G. Chistovaja obrabotka metallov davleniem. Shnejder Ju.G. M.: Mashgiz, 1963. 272 s. 2. Braslavskij V.M. Tehnologija obkatki krupnyh detalej rolikami. Braslavskij V.M. 2-e izd. M.: Mashinostroenie, 1975. 160 s. 3. Butakov B.I. Usovershenstvovanie processa chistovogo obkatyvanija detalej rolikami. 1984. № 7. S. 50 - 53. 4. Babej Ju.I. Poverhnostnoe uprochnenie metallov. Ju.I. Babej, B.I. Butakov, V.G. Sysoev, K.: Naukova dumka, 1995. 255 s. 5. Hal'd A. Matematicheskaja statistika s tehnicheskimi prilozhenijami. M.: Il, 1956. 664 s. 6. Pat. 71119 Ukraїna, MPK V24V 39/00. Pristrіj dlja zmіcnjujuchogo ta chistovogo obkatuvannja poverhon' tіl obertannja zі stabіlіzacієju robochogo zusillja. B. І. Butakov, V. O. Artjuh; zajavnik і vlasnik Butakov B. І. № u201112463; zajavl. 24.10.2011; opubl. 10.07.2012, Bjul. №13. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com http://www.pdffactory.com