Розроблено науково-прикладні засади технологічного забезпечення параметрів якості робочих поверхонь кілець для покращання та стабілізації експлуатаційних характеристик роликопідшипників. Проведено статистичний аналіз виробничих дефектів деталей підшипників, невідповідностей експлуатаційних характеристик і причин їх виникнення. Досліджено причини зростання віброактивності робочих поверхонь кілець та перевищення допустимих значень параметрів вібрацій та шуму виготовлених підшипників. Установлено зв'язки технологічних чинників формотвірних операцій лезової (токарної) та алмазно-абразивної обробки з параметрами мікрорельєфу оброблених поверхонь й експлуатаційними властивостями підшипників. Розроблено математичні моделі формування мікрорельєфу поверхонь обертання на операціях лезової та алмазно-абразивної обробки, виявлено причини й технологічні особливості формування хвилястості на оброблюваній поверхні, розроблено алгоритм прогнозування та керування параметрами хвилястості та віброактивності доріжок кочення. Запропоновано та впроваджено у виробництво методику адаптивного керування процесом безцентрового шліфування робочих поверхонь кілець з регульованою радіальною силою, а також розроблено нові конструкції засобів віброгасіння у динамічній системі шпинделя інструмента, що дозволяє реалізувати стратегію технологічного забезпечення та стабілізації параметрів якості робочих поверхонь кілець та експлуатаційних характеристик роликопідшипників.

Вирішено комплексну науково-технічну задачу технологічного забезпечення формування параметрів мікротопографії робочих поверхонь та експлуатаційних властивостей кілець роликопідшипників шляхом застосування прогресивних викінчувально-вигладжувальних операцій. На підставі даної моделі динаміки формоутворення мікрорельєфу робочих поверхонь кілець встановлені зв'язки між амплітудно-частогними характеристиками динамічної системи формоутворення вигладжувальної технологічної системи та параметрами точності та мікрогеометричними параметрами поверхонь після вигладжування. Встановлено прогресивну технологію комбінованого оброблення робочих поверхонь кілець роликопідшипників на підставі чорнового шліфування та алмазного вигладжування. Розроблено алгоритм і програму проектування технологічної операції вигладжування робочих поверхонь кілець роликопідшипників для умов підшипникового виробництва з одержанням основних показників режиму вигладжування.

Проведені дослідження дозволяють якісно описати причини зміни шорсткості робочих поверхонь кілець роликопідшипників під час врізного безцентрового шліфування залежно від різних факторів з урахуванням зміни числа вершин, що зношуються на різній глибині, ймовірності контакту та переміщення вершин у результаті стирання, сколювання та виривання. Розроблено інженерну методику технологічного проектування формоутворювальних операцій механічної обробки та керування геометричною структурою робочих поверхонь кілець, яка дозволяє підвищити ефективність шліфувальних операцій, стабілізувати параметри мікротопографії поверхонь і забезпечити необхідні експлуатаційні характеристики роликопідшипників.

Проведено исследование влияния характеристик токарного многокулачкового самоцентрирующего патрона, на точность обработки нежестких деталей типа подшипниковых колец. При моделировании процесса обработки получены круглограммы поперечных сечений детали, на которых показано влияние жесткости зажимных элементов и технологической наследственности на точность обработки.

Розглянуто сучасний стан технологічного забезпечення формоутворення оптимальних параметрів мікро- та макрогеометрії робочих поверхонь кілець підшипників. Розкрито технологічні особливості та теоретичні передумови процесів формоутворення мікрорельєфу поверхонь тіл обертання на токарних операціях. Увагу приділено моделюванню зв'язків параметрів хвилястості поверхонь обертання з формотвірними рухами інструментальних блоків багатошпиндельного токарного автомата. Простежено динаміку багатокоординатного формоутворення робочих поверхонь кілець в технологічній системі шестишпиндельного токарного автомата. Акцентовано на рпикладному використанні методики технологічного керування параметрами хвилястості доріжок кочення кілець роликопідшипників на токарно-автоматних операціях.

Розглянуто питання підвищення розмірної точності оброблення деталей шляхом забезпечення раціональних технологічних режимів для шліфувальних операцій на базі автоматизованих систем управління. Встановлено взаємозв'язки між факторами, що призводять до виникнення розмірних похибок. Розроблено математичну модель виникнення похибок оброблення та проведено аналітичні дослідження різноваріантних процесів безцентрового шліфування. Запропоновано інженерну методику практичної реалізації аналітичних та експериментальних досліджень для призначення раціональних режимів різання на шліфувальних верстатах.

Розроблено науково-практичні основи використання в технологічному циклі виготовлення кілець роликопідшипників зміцнювально-вигладжувальної технології, що включає шліфування та комбіноване поверхневе пластичне деформування, задля підвищення рівня зносостійкості поверхонь кочення кілець роликопідшипників. На основі запропонованої математичної моделі процесу вигладжування одноінденторним інструментом пружної дії вивчено вплив технологічних факторів на параметри мікрорельєфу функціональних поверхонь обертання кілець. Наведено технологічні принципи прогнозування експлуатаційних показників робочих поверхонь кілець на основі моделювання функціонально-параметричних та структурно-функціональних зв'язків експлуатаційних властивостей поверхонь з параметрами мікрогеометрії та з конструкторсько-технологічними чинниками механообробних операцій. Розроблено інженерну методику проектування технології зміцнювально-вигладжувальних операцій.

Дослідження присвячено розробці науково-прикладних основ технологічного забезпечення параметрів якості базових поверхонь зовнішніх кілець для покращення та стабілізації експлуатаційних характеристик роликопідшипників. Теоретично обгрунтовано функціональні зв'язки між кінематичними особливостями технологічного устаткування, режимами токарних і безцентровошліфувальних операцій формоутворення, характеристиками різального інструмента, показниками процесу формоутворення й параметрами мікро- та макрогеометрії оброблених поверхонь обертання. Розроблено методику моделювання амплітудних і крокових параметрів мікрорельєфу оброблених поверхонь обертання на токарних і безцентровошліфувальних операціях, що дозволяє ще на стадії проектування технології прогнозувати параметри шорсткості, хвилястості та точності, і тим самим, забезпечити можливість технологічного керування експлуатаційними властивостями кілець. На основі виконаних теоретичних та експериментальних досліджень розроблено номограми вибору раціональних режимів шліфування, конструктивних параметрів переривчастих шліфувальних кругів і параметрів інструментального налагодження для безцентровошліфувальних операцій оброблення базових поверхонь кілець на круглошліфувальних автоматах SASL 5D. Вдосконалено технологію формоутворення базових поверхонь зовнішніх кілець роликопідшипників за рахунок технологічного керування параметрами мікрорельєфу. Для проведення високопродуктивних безцентровошліфувальних операцій чорнового та напівчистового шліфування базових поверхонь обертання зовнішніх кілець роликопідшипників запропоновано та впроваджено у діюче виробництво безцентрове шліфування поверхонь обертання.

Розв'язано актуальну науково-технічну задачу встановлення взаємозв'язків параметрів хвилястості робочих поверхонь кілець роликопідшипників з геометрією налагодження жорстких опор в процесі безцентрового врізного шліфування. Вперше обгрунтовано функціональні зв'язки між геометрією налагодження жорстких опор за даного процесу та параметрами хвилястості шліфованих поверхонь. Встановлено силові та кутові взаємозв'язки за врізного безцентового шліфування для забезпечення стабільності та відносної швидкості обертання між деталлю та шліфувальним кругом у процесі оброблення. Запропоновано механізм комплексного теоретичного та експериментального дослідження виникнення хвилястості робочих поверхонь кілець конічних роликопідшипників, на якому заснована розроблена інженерна методика позаверстатного переналагодження для технологічного забезпечення й стабілізації необхідних параметрів якості. Розроблено динамічну модель процесу безцентрового врізного шліфування робочих поверхонь внутрішніх кілець для виявлення взаємозв'язків геометрії налагодження жорстких опор з параметрами хвилястості й експлуатаційними характеристиками поверхонь обертання кілець. Теоретично обгрунтовано функціональні зв'язки між геометрією налагодження жорстких опор і динамічною стійкістю верстата.

Розглянуто питання зменшення енергоємності та підвищеня ефективності оброблення кілець роликопідшипників на багатошпиндельних токарних автоматах (БТА) за умов частопереналагоджувального виробництва. На основі розробленої математичної моделі процесу різання теоретично досліджено вплив технологічних чинників токарної операції та конструктивно-геометричних параметрів ріжучого інструмента на енергоємність формоутворення. Запропоновано методологічний підхід до структурно-парметричної оптимізації токарно-автоматних операцій лезового оброблення кілець роликопідшипників за енергетичними критеріями, з врахуванням заданих умов і технологічних обмежень. Вперше вирішено актуальну науково-технічну задачу призначення режимів різання для оброблення кілець роликопідшипників на БТА з мінімізацією енергоємності оброблення та забезпеченням регламентованих параметрів точності деталей. Розроблено інженерну методику вибору елементів режимів різання та проектування інструментального налагодження БТА, що дозволило зменшити енергоємність токарних операцій на 10 - 15 %.

Рассмотрено численное математическое моделирование процесса холодной раскатки колец подшипников с учетом влияния температурного фактора. Численные результаты получены при помощи метода конечных элементов с помощью вычислительного комплекса DEFORM. Проведено сравнение результатов, полученных для выходных параметров процесса без учета и с учетом влияния температурного поля, режимов воздушного и жидкостного охлаждения.

Розглянуто питання стабілізації якості поверхневого шару кілець роликопідшипників у разі плоского шліфування на двосторонньому торцешліфовальному автоматі 3344АЕ за рахунок підтримання потужності, яка витрачається у процесі різання на заданому рівні.

Підвищено ефективность шліфувальних операцій та стабілізації параметрів якості поверхонь обертання кілець на операціях безцентрового, абразивного оброблення за рахунок створення науково-практичних рекомендацій для удосконалення технологічного процесу, впровадження технології високопродуктивного, бездефектного, переривчастого, безцентрового шліфування. Виявлено закономірності розповсюдження тепла під час шліфування поверхонь (ШП) обертання кілець. Одержано залежності для визначення глибини нагрівання поверхневого шару ШП для заданої швидкості переміщення теплового джерела вздовж ШП, аналітично визначено умови зменшення температури та швидкості її проникнення в тіло заготовки. Вперше одержано функціональні залежності між режимами шліфування, конструктивними особливостями шліфувального інструмента (число різальних виступів круга) за зміни типорозмірів кілець, які запускаються у виробництво, та температурою в зоні безцентрового ШП обертання. З технологічного маршруту вилучена одна шліфувальна операція, що надало змогу одержати економічний ефект на 180 тис. грн.

Розкрито суть вдосконалення технології безцентрового та торцевого шліфування функціональних поверхонь зовнішніх кілець карданних та конічних підшипників за рахунок створення науково-прикладних підходів до моделювання технологічних операцій та запровадження прогресивних методів переривчастого торцевого та безцентрового шліфування. Розроблено загальні принципи формування розмірної точності шліфованих поверхонь та математичні моделі механізму походження похибок оброблення та температурних дефектів в технологічних системах безцентрового та торцевого шліфування деталей підшипників. На підставі проведених теоретичних та експериментальних досліджень виявлено закономірності розповсюдження тепла в зоні шліфування поверхонь кілець, отримано залежності для визначення глибини нагрівання поверхневого шару шліфованої поверхні в залежності від режимів формоутворення і конструктивних особливостей шліфувального інструменту. Математичним моделюванням визначено умови зменшення температури під час переривчастого шліфування, умови підвищення продуктивності при обмеженнях за температурою шліфування. Теоретично та експериментально обгрунтовано умову впливу температурного фактору на фізико-механічні параметри якості шліфованих поверхонь кілець зі сталей ШХ15 та 15Г1. Економічний ефект від впровадження результатів дослідження у діюче підшипникове виробництво складає 160 тис. грн.