Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ литературных данных 8
1.1. Эффективность использования ультразвука в процессах абразивной обработки материалов 8
1.2. Основные сведения о процессе доводки шариков 10
1.2.1. Краткая характеристика и современные представления о сущности процесса доводки шариков 10
1.2.2. Пути совершенствования процесса доводки шариков и их анализ 14
1.3. Возбуждение в зоне контакта ультразвуковых колебаний - эффективный путь управления кинематикой и динамикой взаимодействующих тел 24
1.4. Анализ состояния вопроса применения УЗК для интенсификации процесса шародоводки 33
1.5. Выводы 41
1.6. Цель и задачи исследования 43
2. Общая методика проведения экспериментальных исследований 44
2.1. Анализ схем введения ультразвуковых колебаний в зону обработки и выбор рациональной акустической системы 44
2.2. Оборудование, материалы и образцы, примененные в исследованиях 51
2.2.1. Ультразвуковое оборудование 51
2.2.2. Экспериментальная установка для доводки шариков... 51
2.2.3. Материалы и образцы 53
2.3. Методы и средства контроля параметров процесса шародоводки 58
2.4. Последовательность выполнения экспериментов 59
2.5. Математическая обработка результатов исследований 61
2.6. Выводы 61
3. Теоретические основы применения ультразвуковых колебаний в процессе доводки шариков 62
3.1. Теоретико-экспериментальные исследования кинематики и динамики шариков в зоне обработки 62
3.1.1. Механика процесса шародоводки 62
3.1.2. Особенности поведения шариков между доводочными дисками в поле УЗК 65
3.1.3. Влияние ультразвука на проскальзывание шариков в зоне обработки 88
3.1.4. Особенности динамики взаимодействия шариков с дисками при доводке с ультразвуком 96
3.2. Механизм съема припуска и формирования сферической поверхности при ультразвуковой доводке шариков ... 106
3.3. Вывод уравнений, описывающих движение шариков при их доводке с наложением ультразвуковых колебаний 121
3.4. Выводы 132
4. Влияние технологических и акустических параметров на производительность и качество процесса ультразвуковой безэлеваторной доводки шариков 135
4.1. Влияние технологических факторов 135
4.1.1. Время обработки 135
4.1.2. Статическая нагрузка 144
4.1.3. Частота вращения нижнего доводочного диска 152
4.1.4. Профиль рабочих желобов и угол его наклона 160
4.2. Влияние параметров ультразвукового поля на процесс доводки шариков 169
4.3. Влияние ультразвука на качество поверхности обработанных шариков 174
4.3.1. Особенности формирования геометрии поверхностного слоя шариков в процессе их ультразвуковой доводки 175
4.3.2. Поверхностное упрочнение шариков под воздействием ультразвука 185
4.4. Выводы 192
5. Разработка, исследование и внедрение ультразвукового безэлеваторного станка для доводки шариков 195
5.1. Особенности конструкции ультразвукового станка... 196
5.2. Акустическая система станка 199
5.3. Техническая характеристика ультразвукового безэлеваторного шародоводочного станка 201
5.4. Выводы 207
Заключение. общие выводы и рекомендации 210
Литература 214
Приложения 229
- Краткая характеристика и современные представления о сущности процесса доводки шариков
- Оборудование, материалы и образцы, примененные в исследованиях
- Механизм съема припуска и формирования сферической поверхности при ультразвуковой доводке шариков
- Влияние ультразвука на качество поверхности обработанных шариков
Введение к работе
На ХХУТ съезде партии подчеркивалось, что в XI пятилетке необходимо "настойчиво повышать эффективность общественного производства на основе его всесторонней интенсификации, улучшать качество продукции..., последовательно проводить линию на более быстрое техническое перевооружение производства, создавать и внедрять в производство принципиально новую технику и материалы, прогрессивную технологию" /I/. Особенно это касается развития машиностроения и приборостроения - основы технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства нашей страны. С каждым годом возрастают требования к точности работы машин и приборов, к их надежности и долговечности. Такой комплекс показателей можно обеспечить, с одной стороны, непрерывным совершенствованием конструкций и улучшением технологии их производства, а с другой, повышением требований к качеству изготовления составляющих деталей и узлов. Как известно, окончательная роль в формировании качественных параметров изделий принадлежит финишным методам технологической обработки материалов. В связи с этим, дальнейшее совершенствование указанных методов, а также изыскание и внедрение новых, более прогрессивных представляет весьма актуальную задачу в современном производстве, успешное решение которой позволит обеспечить необходимую высокую точность и качество обработанных поверхностей деталей машин и приборов.
Перспективными в этом плане являются работы по введению ультразвука в зону обработки путем наложения колебаний на обрабатываемое изделие или режущий инструмент. Это направление широко развивается в нашей стране, а также рядом фирм США, Англии, ФРГ, Японии /2,3/. Результаты проведенных исследований свидетельствугот о высокой эффективности использования энергии ультразвуковых колебаний на операциях доводки и притирки поверхностей: плоских, конических и сферических. Что касается последних, то уровень теоретических разработок и имеющиеся практические рекомендации не удовлетворяют растущие требования по повышению производительности и качества их обработки. Кроме того, промышленная реализация ультразвуковой доводки шариков сдерживается отсутствием обобщенных теоретико-экспериментальных данных, раскрывающих закономерности влияния акустической энергии на процесс шародоводки, в частности, на поведение шариков в зоне обработки, механизм съема припуска и формирование сферической поверхности. Без этого невозможно определить наиболее эффективные условия применения ультразвука, а также рациональные конструктивные решения для станочного оборудования и оптимальные режимы технологического процесса ультразвуковой доводки шариков.
Отмеченные обстоятельства определили цель настоящей работы, которая состоит в повышении производительности и качества безэлеваторной доводки шариков малых диаметров (до б мм) на основе внедрения результатов комплексного исследования процесса доводки шариков в поле ультразвуковых колебаний.
Автор защищает:
1. Обоснование и конструкцию акустической системы для безэлеваторной шародоводки.
2. Результаты теоретико-экспериментальных исследований влияния УЗК на кинематику и динамику поведения шариков в зоне обработки.
3. Механическую модель силового контактного взаимодействия шариков с доводочными дисками и основанный на этой модели механизм съема припуска и формирования сферической поверхности при ультразвуковой доводке шариков. 4-. Результаты экспериментальных исследований влияния акустических и технологических факторов на производительность доводки шариков, их геометрическую точность и качество поверхностного слоя.
5. Новые конструктивные решения при разработке ультразвукового станка для доводки шариков и результаты экспериментальных исследований при его внедрении.
Научная новизна и практическая ценность выполненной работы заключается: в обосновании методики выбора рациональной акустической системы для ультразвуковой безэлеваторной доводки шариков; в исследовании особенностей кинематики и динамики поведения шариков в зоне обработки; в разработке механической модели силового контактного взаимодействия шариков с доводочными дисками с учетом гидродинамических эффектов и особенностей, связанных с наложением ультразвуковых колебаний, и основанного на этой модели механизма съема припуска и формирования сферической поверхности в процессе УЗ-шародоводки; в разработке способа управления процессом доводки шариков (защищен а.с. 83I56I); в проведении комплексных исследований по влиянию акустических и технологических факторов на производительность процесса ультразвуковой безэлеваторной доводки шариков малых диаметров, их геометрическую точность и качество поверхностного слоя, на основании результатов которых выбраны рациональные режимы обработки и даны рекомендации по внедрению нового технологического процесса.
Краткая характеристика и современные представления о сущности процесса доводки шариков
В подшипниковой промышленности доводка шариков является одной из финишных операций, которая оказывает решающее влияние на важнейшие эксплуатационные свойства их рабочих поверхностей (шероховатость, овальность, гранность, волнистость, микротвердость, остаточные напряжения и т.д.). Выполняется она путем обкатывания шариков в концентричных канавках между двумя дисками в присутствии абразивной пасты. Один из них неподвижен, а второму сообщается вращение с определенной угловой скоростью. Доводка шариков имеет две разновидности: элеваторную и безэлеваторную /36/. При элеваторной доводке обрабатывается большая партия шариков (до 300 кг), и все шарики в ней имеют одинаковый размер и геометрические параметры благодаря специальному устройству - элеватору, - в котором шарики перемешиваются, охлаждаются и с его помощью вновь направляются в зону обработки.
Безэлеваторная доводка позволяет получать более точные шарики за счет их лучшей прирабатываемости к дорожкам доводочных дисков. Кроме того, в этом случае отсутствуют "ожоги" и гарантируется высокое качество поверхности обработанных изделий. Однако процесс малопроизводителен, так как возможна обработка только такого ко личества шариков, которое может разместиться в концентричных дорожках вращающегося диска. Причем на каждой дорожке получаются шарики с характерным для нее размером и точностными параметрами. Поэтому их выгрузку производят с каждой дорожки в отдельности. Все это обусловливает применение безэлеваторной доводки для получения высокоточных шариков (первой, нулевой и выше степеней точности по ГОСТ 3722-60).
Наиболее полно и всесторонне сущность процесса доводки раскрыта П.Й.Ящерицыным /37,38/. По его мнению при доводке проявляется совокупное действие следующих процессов: химическое воздействие поверхностно-активных веществ, содержащихся в доводочной пасте; резание абразивными зернами или размельчение (диспергирование) тончайшего поверхностного слоя; пластическое течение микрорельефа обрабатываемой поверхности.
Производительность доводки, степень механического повреждения кристаллической структуры поверхностного слоя, микротвердость и т.д. зависят от того, какому из указанных факторов принадлежит доминирующее влияние. В работе /37/ приведена принципиальная схема доводки шариков.
В процессе перекатывания между двумя шаржированными дисками по криволинейному желобу (рис. 1.1,а) шарики совершают основное вращение относительно оси ОХ причем эпюра скоростей проскальзывания для криволинейного желоба несимметрична - скорость проскальзывания в точке 2 больше, так как здесь шарик контактирует с периферийной частью желоба, где окружная скорость больше, чем на его внутренней части. В сечении 1-2 возникает пара сил /у і F t стремящаяся повернуть шарик относительно оси Z7J? (рис. 1.1,6). Поэтому при доводке одновременно совершается основ ное вращение шарика относительно оси ОХ и дополнительное относительно оси 02 . Результирующее вращение происходит вокруг оси АВ , которая повернута на некоторый угол оС к оси ОХ и пересекает ее (рис. 1.1,6).
Поворот шарика вокруг третьей оси ОУ возможен только в том случае, когда гироскопический момент больше момента сил трения, препятствующего этому повороту. По данным работы /37/ для шариков диаметром 25,4 мм соотношение в углах поворота относительно указанных осей выглядит следующим образом: за один оборот шарика вокруг оси ОХ он поворачивается на 8 относительно оси 01 и на 1 относительно оси ОУ (гироскопический момент). По-видимому, для шариков малого диаметра (до б мм) указанное соотношение существенно изменится, и вращение вокруг оси ОУ практически будет отсутствовать.
Дальнейшее развитие теория и практика процесса шародоводки получила в работах П.И.Ящерицына, С.П.Байкова, И.П.Филонова, Л.А.Олендера, Ю.А.Добрынина, К.М.Сивякова, Т.И.Йногамова и др. /39...45/, в которых авторы детально рассматривают механизм формообразования шариков, кинематику их движения в зоне обработки, механизм образования погрешностей формы, влияние колебаний технологической системы на формирование сферы и т.д.
Из анализа этих исследований вытекают следующие принципиально важные положения: 1) в основе механизма формообразования сферической поверхности лежит процесс резания и пластического деформирования при относительном проскальзывании шариков и доводочных дисков. При этом съем припуска в единицу времени пропорционален скорости проскальзывания и давлению в зонах контакта; 2) при традиционной доводке гарантируется двухосное вращение шариков, что в принципе достаточно для образования сферической поверхности. Однако время достижения требуемой точности зависит от того, как эти оси направлены по отношению к траектории центров шариков. В исключительных случаях, когда гироскопический момент превышает сумму моментов сил трения в зонах контакта, возможен поворот шарика вокруг третьей оси; 3) требуемая геометрическая точность может быть получена мно гократным прохождением шариков через зону обработки, т.е. непре рывным изменением во времени положения диаметральной плоскости шариков, в которой расположены точки контакта, а максимальная производительность и точность могут быть достигнуты при непрерыв ном равномерном вращении шарика вокруг взаимно перпендикулярных осей. Причем шарик за время одного оборота нижнего доводочного диска должен поворачиваться вокруг каждой оси на угол не менее 29Г . В этом случае на его поверхности будет образовываться наиболее рациональная сетка следов инструмента, которая характеризуется углом пересечения направлений следов ( оС = 90). Изменяя угол Ы. сетки, можно управлять процессом доводки, регулируя как величину съема металла, так и получаемую геометрическую точность и шероховатость поверхности;
Оборудование, материалы и образцы, примененные в исследованиях
Для возбуждения ультразвуковых колебаний в доводочном диске была использована ультразвуковая аппаратура, включающая низкочастотный ультразвуковой диспергатор УЗДН-І.У4.2 с выходной мощностью до 100 Вт и частотой регулирования в пределах ІЗ..Л2. кГц и магнитоотрикционный преобразователь номинальной частотой 22 кГц со ступенчатым концентратором, свободный торец которого имел диаметр 22 мм. Питание диспергатора осуществлялось от сети переменного тока 220 В, 50 Гц. Магнитоотрикционный преобразователь охлаждался водой с расходом 5 л в минуту.
При конструировании и изготовлении экспериментальной установки для доводки шариков в поле ультразвуковых колебаний была поставлена цель максимально смоделировать процесс безэлеваторной
доводки, которая в промышленности применяется для получения шариков высоких степеней точности (от 0 и выше) по ГОСТ 3722-60.
Схема установки и ее фотография представлены на рис. 2 Л и 2.5. Обрабатываемые шарики I укладываются в рабочие желоба нижнего доводочного диска 2, который установлен на шарике 3 в стакане 4. Последний через клиноременнуго передачу 5 получает вращение от двигателя постоянного тока 6.
Вращение нижнему доводочному диску передается при помощи трех штифтов 7, которые свободно входят в отверстия на диске. Благодаря наличию шаровой опоры, нижний диск устанавливается в плавающем положении. Верхний притир 8 жестко соединяется с магни-тострикционным преобразователем 9, образуя резонансную акустическую систему. Последний устанавливается в кронштейне 10, который имеет возможность перемещаться по вертикали в шариковых направляющих II, а также в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях для совмещения оси верхнего диска с осью вращения нижнего. Узел верхнего притира уравновешивается грузом 12, а статическая нагрузка на шарики создается аттестованными грузами 13.
Двигатель постоянного тока позволяет бесступенчато изменять частоту вращения нижнего притира, что очень важно при проведении экспериментальных исследований. Все узлы и детали монтируются в сварном корпусе установки. Ее основные технические данные приведены в табл. 2.2.
В качестве объекта испытаний были выбраны шарики диаметрами I...6 мм, изготовленные из стали ШХ-І5. В состоянии поставки они соответствовали П степени точности по ГОСТ 3722-60 и имели параметры, приведенные в табл. 2.3.
Выбор шариков П степени точности обусловлен тем, что, во-первых, шарики этой степени точности выпускаются заводами в массовом количестве, и, во-вторых, эта степень является, как правило, исходной для получения шариков более высоких степеней точности /47,50/.
По ГОСТ 3722-60 окончательно обработанные стальные шарики условно подразделяются на четыре группы по величине допускаемых отклонений от номинальных диаметров: высокого класса - В; повышенного класса - П, нормального класса - Н, разного назначения - Р. Допускаемые отклонения шари ков от номинальных размеров ( d = I...6 мм) соответственно указанным группам приведены в табл. 2.4.
Для окончательной доводки шариков рекомендуется использовать диски, изготовленные из специального грунта с твердостью НВ 217-255 /47/. Ранее при ультразвуковой доводке использовались различные сочетания материалов дисков /77,117/. В данных исследованиях материалом верхнего озвучиваемого притира служила сталь 45 ГОСТ 1050-74 (НВ 180), что позволило получить хорошую акустическую систему. Нижний диск был изготовлен из серого чугуна СЧ 21-40 (НВ 170...180). Рабочая поверхность верхнего притира имела шероховатость по параметру Я а не более 1,25 мкм, неплоскостность - 2 мкм. Изготовление дисков и их контроль осуществлялся по рекомендациям /37,46,50/.
При изготовлении шариков высоких степеней точности на операциях окончательной доводки используются пасты на основе окиси хрома, пыли окиси алюминия, карбида бора, алмазного порошка и др. /37,46/. В настоящих исследованиях была использована паста на основе окиси хрома, которая широко используется на операции последней доводки на ГПЗ-ІІ г, Минска. Паста имеет следующий состав (в % по весу): окись хрома зернистого МЗ - 8,5; синтетические жирные кислоты фракции Cjy - Cg ("арахин") - 8,5; масло машинное - 83.
Механизм съема припуска и формирования сферической поверхности при ультразвуковой доводке шариков
Из материала предыдущих разделов становится очевидным, что процесс ультразвуковой доводки коренным образом отличается от традиционной шародоводки и, прежде всего, по своей кинематике и динамике.
Итак, попытаемся представить механизм доводки шариков, когда в зоне обработки возбуждаются одновременно изгибные (продольные) и радиальные колебания ультразвуковой частоты. При этом следует различать два случая: 1) шарик находится слева или справа от узла изгибных колебаний. Тогда на него действуют две составляющие колебаний: продольная и радиальная; 2) шарик находится в узле изгибных колебаний и на него действуют только радиальные колебания.
Как уже отмечалось ранее, если на шарик действуют одновременно продольная и радиальная составляющие колебаний, то взаимодействие шарика с притирами носит дискретный характер, т.е. периоды соударения сменяются периодами разрыва контакта. Проанализируем характерные для этого случая стадии взаимодействия шариков с доводочными дисками.
Пусть шарик находится между верхним и нижним притирами в V -образной канавке последнего и контактирует с ними по площадкам 1,2 и 3 (рис. 3.17). За счет сил сопротивления качению (силы трения плюс силы резания), действующих на этих площадках, он вовлекается во вращение с нижним доводочным диском.
Предположим, что в момент включения ультразвука смещение точек рабочей поверхности верхнего диска происходит вниз за счет продольной составляющей ультразвукового поля и влево - за счет радиальной составляющей, т.е. начинается стадия соударения взаимодействующих элементов: верхний диск - шарик - нижний диск. С этого момента на шарик со стороны верхнего притира в зоне I начинают действовать нормальная Р и тангенциальная Р силы, возникновение которых является следствием возбуждения продольной и радиальной составляющих колебаний. Наличие в точке I совместно действующих сил Р и Р обусловливает появление во время удара результирующей силы Pz , величина которой в любой момент контакта будет определяться по формуле: а угол наклона к оси ОХ равен:
Под действием силы Pz возникает дополнительный момент, стремящийся повернуть шарик вокруг оси ОУ против часовой стрелки. При этом за время контакта он получает дополнительное принудительное вращение с угловой скоростью порядка 15...20 с . Принудительный поворот шарика в условиях динамического приложения сил обеспечивает его интенсивное проскальзывание в зонах контакта с доводочными дисками. Абразивная паста, находящаяся в микровпадинах и субмикровпадинах поверхности шарика и дисков, а также втянутая в зазор между ними из-за вращения шарика, подвергается сильному динамическому воздействию. Как установлено /132,133/, большое контактное давление деформирует тела, увеличивает область малого зазора и делает его почти плоскопараллельным. Вязкость пасты по мере ее сжатия возрастает на несколько порядков. Вблизи границы контакта зазор уменьшается и внсоковязкая абра- зивная паста с большим трудом вытекает из узкой щели, почти закрытой со всех сторон, кроме той, откуда она поступает. Внутри
зоны контакта образуется пленка пасты толщиной порядка 0,1... 10 мкм /132/. Здесь важно подчеркнуть, что абразивные зерна, находящиеся в ней, оказываются как бы в полузакрепленном состоянии, образуя режущий контур с подвижно-связанными зернами. В роли связки в данном случае выступает тонкая пленка жидких компонентов абразивной пасты, находящаяся под большим контактным давлением и имеющая вязкость, на несколько порядков выше исходной.
При проскальзывании шарика относительно доводочных дисков этот режущий контур производит интенсивное снятие микростружки с обрабатываемой поверхности. Наличие скольжения и больших градиентов давления приводит к тому, что абразивная паста в контакте работает при больших скоростях сдвига. Сопутствующее этому тепловыделение может повышать температуру пасты на десятки и даже сотни градусов /132/ и увеличивать температуру контактирующих поверхностей. Высокая температура активизирует химические реакции, проходящие в зоне обработки. В результате поверхностные слои шарика размягчаются и легко удаляются абразивными зернами.
Кроме резания закрепленными (шаржированными в притиры) и полузакрепленными зернами имеет место и процесс резания свободным абразивом. Во-первых, при соударении шарика с притирами вся его поверхность кроме зон контакта подвергается воздействию скоростного потока абразивных зерен, находящихся в пасте. Во-вторых, на стадии разрыва механического контакта шарика с притирами. Этот момент наступает во второй полупериод колебаний, когда, достигнув максимальных значений, силы Р и Рт , а следовательно, и сила Рг начинают уменьшаться. Смещение частиц металла верхнего доводочного диска в зоне I изменяется на противоположное (рис. 3.18).
Влияние ультразвука на качество поверхности обработанных шариков
Качество поверхности можно охарактеризовать /43/ ее геометрией (микро- и макрогеометрия, волнистость) и физико-механическими свойствами тончайшего поверхностного слоя (микротвердость, напряженное состояние, наклёп, поверхностная энергия,структура и ее дефекты, цельность поверхности и др.). Разрушение деталей машин и приборов обычно начинается с поверхностного слоя. Поэтому высокие эксплуатационные свойства деталей подшипников качения, их долговечность в значительной степени определяются качеством поверхности. От качества поверхностного слоя зависят прочность деталей, особенно при знакопеременных нагрузках, износостойкость, коэффициент трения, коррозийная прочность и другие свойства. В
связи с этим улучшение качества поверхности является одной из важнейших задач машино- и приборостроения. Очень важно также на стадии изготовления деталей обеспечить требуемый комплекс свойств их поверхностного слоя.
Исследованию образования шероховатости и волнистости шариков в процессе обработки и их взаимосвязи с другими параметрами уделено много внимания в работах /37,144...146/. Установлено, что высокие эксплуатационные свойства деталей машин (в том числе и подшипников качения) обеспечиваются лишь при оптимальном микрорельефе их поверхности /38/. Кроме того, большую роль играют методы и способы получения заданной шероховатости, а также форма микронеровностей.
Волнистость шариков, хотя величина ее не регламентируется ГОСТ 3722-60, оказывает существенное влияние на уровень вибрации и шумность шарикоподшипников, а следовательно, и на их долговечность. В связи с этим представляет большой интерес исследование особенностей формирования шероховатости и волнистости поверхности шариков под воздействием ультразвуковых колебаний, введение которых в зону обработки коренным образом изменяет характер взаимодействия шариков с доводочными дисками, их кинематику и динамику. В процессе экспериментов параметр R измерялся на приборе пТалисерф-4и, а волнистость - на приборах "Талиронд" с увеличением 10000х и "Рондомат" с увеличением 40000х. Результаты экспериментальных исследований представлены на рис. 4.12.
Естественно, что о увеличением времени обработки в обоих случаях (имеется в виду доводка без ультразвука и с ультразвуком) происходит уменьшение шероховатости и волнистости поверхности обработанных шариков (рис. 4.12,а).
Однако динамика уменьшения этих параметров неодинакова. Так, если в традиционных условиях улучшение шероховатости и волнистости идет почти прямо пропорционально времени обработки, то под воздействием ультразвуковых колебаний этот процесс практически заканчивается в первые 10...20 минут (кривые I и 2) и наступает период так называемой "критической" точности, превысить которую без изменения условий обработки становится невозможным. Для принятых условий ( Рст- 0,8 Н, /ly = 150 об/мин) после 40 минут доводки с ультразвуком получены шарики с Ra - 0,015...0,020 мкм и Нв = 0,03...0,05 мкм, что в 3...5 раз лучше, чем в традиционных условиях шародоводки.
С увеличением скорости вращения нижнего доводочного диска высота микронеровностей сначала уменьшается, а затем (в диапазоне 0,7...1,3 м/с) несколько возрастает (рис. 4.12,6 - кривые I и I ). То же самое происходит и с волнистостью при ультразвуковой обработке (кривая 2 на рис. 4.12,6). Объясняется это следующими причинами. При больших скоростях вращения нижнего диска имеет место, во-первых, снижение эффективности воздействия УЗК на процесс ша-родоводки в целом, и во-вторых наблюдается интенсивный выброс абразивной пасты из зоны обработки, особенно когда обработка ведется без ультразвука, что создает предпосылки для "чисто металлического" контакта шариков с доводочными дисками (см.раздел 4.1.3). В этом случае параметры шероховатости и волнистости поверхности шариков ухудшаются.
Если в условиях традиционной шародоводки с увеличением статической нагрузки на шарик параметры Да и Ив почти пропорционально уменьшаются, то при обработке с ультразвуком Рст практи чески не влияет на их величину (рис. 4.12,в). С другой стороны, интенсивность УЗК играет решающую роль в формировании геометрических характеристик поверхностного слоя обрабатываемых шариков (рис. 4.12,г). Это связано прежде всего с особенностями кинематики и динамики процесса ультразвуковой шародоводки в целом, а также с активизацией физико-химических процессов в зоне обработки под воздействием энергии ультразвука, что наглядно подтверждается визуальными наблюдениями поверхности шариков, обработанных в различных условиях (рис. 4-.13 и 4.14). На рис. 4.13,а представлена фотография поверхности исходных шариков П степени точности, которые служили объектом исследования. Хотя после доводки эти шарики промывались в извести и полировались в обрезках хромовой кожи, на поверхности отчетливо видны следы резания и пересекающие их следы нескольких коротких и, по-видимому, глубоких резов-царапин. Следует отметить, что отдельные глубокие царапины или остаточные шлифовочные риски при измерении шероховатости не могут заметно изменить ее численное значение. Тем не менее, являясь геометрическими концентраторами напряжений, они могут существенно снизить физико-механические свойства поверхности. Поэтому, чтобы не было ухудшения эксплуатационных свойств полированных поверхностей, необходимо обеспечить достаточный съем металла при доводке, который бы гарантировал полное удаление шлифовочных рисок.
