球轴承套圈沟道成形磨削中金刚石修整滚轮的应用
发布时间：2021-03-03 20:48
轴承是机械装备的重要基础部件,套圈沟道是轴承承受工作负荷的重要表面,其加工质量的好坏将直接影响轴承的寿命和工作性能。球轴承套圈沟道的最终加工是采用磨削加工的方法,在球轴承制造的众多因素中,沟道磨削技术水平是提高轴承产品质量的关键技术。球轴承套圈沟道磨削主要是采用成形磨削法,沟道磨削用成形砂轮的型面精度是保证球轴承套圈沟道磨削精度的关键,因此,提高成形砂轮磨削精度问题,首要解决成形砂轮的修整问题。砂轮修整的有效方法很多,目前应用的球轴承套圈沟道成形砂轮修整方法主要有单点金刚石笔修整法和金刚石滚轮修整法。经过对比研究表明金刚石滚轮修整法较单点修整法在成形修整砂轮方面优势明显,特别是在多沟道轴承制造方面。国内由于对金刚石滚轮认知度和制造精度方面的原因在轴承沟道磨削中大部分还采用单点修整法,国外在金刚石滚轮修整方面使用技术已经成熟,广泛在轴承沟道磨削中采用金刚石修整滚轮技术。因此,及时开展金刚石滚轮修整技术在球轴承套圈沟道成形磨削中的应用基础研究非常必要,对提高我国复杂型面球轴承沟道加工技术水平具有重要应用基础理论价值和实际应用意义。本文围绕轴承沟道成形磨削砂轮修整问题,重点研究了球轴承套圈沟...
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚动轴承结构示意图
河南工业大学硕士研究生学位论文第11页2球轴承套圈沟道成形磨削中的砂轮修整技术球轴承一般由外圈、内圈、球形滚动体和保持架四部分组成。按照滚动体的形状，滚动轴承分为球轴承和滚子轴承两大类如图2-1所示。轴承沟道有内沟、外沟和单沟道、多沟道之分，在轴承套圈的加工工艺流程中，套圈沟道的精度控制是采用磨削加工的方法，其精度的控制相对较为困难，尤其是多沟道轴承套圈的精度控制。球轴承套圈沟道的磨削大多采用成形砂轮切入磨削，磨削过程中，砂轮的磨削性能由砂轮的表面特性所决定，成形砂轮的各项精度决定了沟道的成形精度。但是，在磨削一段时间后，成形砂轮的表面磨粒会出现磨钝现象，从而丧失正确的砂轮型面精度和锐利性，需要经常的回复形状修整。为了保证球轴承套圈沟道成形磨削精度，就必须保证成形砂轮的各项精度指标，因此，要实现成形砂轮的精密磨削，解决成形砂轮的修整问题是关键。图2-1滚动轴承结构示意图2.1球轴承套圈加工工艺流程球轴承是滚动体为钢球的轴承，它具有回转精度高、应用速度高等优点，广泛应用于各种高速高精度要求场合，图2-2所示是各种形式的球轴承。轴承由滚珠和内外套圈组成。（a）深沟球轴承（b）角接触球轴承（c）调心球轴承（d）推力球轴承图2-2各种形式球轴承形状示意图
第12页河南工业大学硕士研究生学位论文轴承套圈是轴承组成的关键部件，其加工精度和加工质量直接影响轴承的精度和使用寿命。因此，轴承套圈加工要求非常高，为了保证加工质量和加工效率，通常要通过多道工序加工完成，其加工工艺流程如图2-3所示图2-3球轴承套圈加工工艺流程示意图球轴承套圈的材料有：轴承钢GCr15，特种轴承还有用渗碳钢、不锈钢、高速钢、耐高温轴承钢、陶瓷材料[40]等，GCr15轴承钢是球轴承套圈加工最常用的材料，其化学结构成分[41]如表2-1所示，由于其结构硬度高且均匀、耐磨性好、抗疲劳性能强、耐腐蚀性好等优点，在轴承的加工中被广泛的使用。套圈加工毛坯件有锻件、挤压件、管料、棒料等，其中锻件是主要毛坯料，目前锻件常用的加工方法是热锻工艺。尽管锻造工艺控制合理，套圈毛坯锻件还是会因为冷却速度的原因有少量网状碳化物析出，从而影响锻件的质量，锻后热处理可以有效改善组织，提高质量，退火后具有良好的切削加工性能，GCr15轴承钢退火后硬度为179~207HBS，便于后续的车削加工。表2-1GCr15化学成分CCrMnSiSPMo1.051.500.250.300.020.02≤0.1车削加工后的套圈工件，需要进行淬火、回火等热处理工艺。轴承钢GCr15经过淬火之后主要是为了获得隐晶或细小的马氏体（含量80%以上）、细小而分布均匀的碳化物（含量5%～10%）及残余奥氏体（含量9%～15%）所组成的显微组织，以达到提高轴承钢的硬度、强度、耐磨性和耐疲劳性的目的。GCr15轴承钢淬火后硬度不低于63HRC。回火主要是消除残余内应力，防止开裂、稳定组织，从而稳定尺寸、提高韧性；具有内应力的套圈零件，会造成工件变形，影响工件尺寸。淬火后产生的内应力，需
【参考文献】：
期刊论文
[1]推力角接触球轴承外圈沟道磨削过程中砂轮的修整[J]. 陈志军,张旭,张风琴,刘燕娜,焦叶凡. 轴承. 2019(11)
[2]GCr15轴承钢高温回火球化工艺研究[J]. 毕艳茹. 热加工工艺. 2019(20)
[3]数控外圆磨床金刚滚轮修整器的应用与分析[J]. 郝邵. 精密制造与自动化. 2019(03)
[4]滚动轴承工作表面超精密加工技术研究现状[J]. 王旭,赵萍,吕冰海,袁巨龙. 中国机械工程. 2019(11)
[5]轴承滚道磨削中金刚石滚轮修整技术的应用[J]. 杨摩西,崔仲鸣,赫青山,王星,高东恩. 轴承. 2019(03)
[6]单点金刚石修整笔的现状分析及发展趋势[J]. 赵金坠,冯克明,邢波. 制造技术与机床. 2018(10)
[7]砂轮表面形貌定量评价及修整效果研究[J]. 刘伟,商圆圆,邓朝晖,刘仁通. 中国机械工程. 2018(19)
[8]高精度轴承套圈超精密加工技术的现状与发展[J]. 关佳亮,胡志远,张妤,戚泽海,孙晓楠,路文文. 工具技术. 2018(05)
[9]一种圆弧轨迹进给的套圈沟道ELID磨削及进给机构实现[J]. 郑自泽,任成祖,王志强,刘泽栋. 机械科学与技术. 2018(09)
[10]金刚石滚轮自动化生产工艺定型[J]. 何立民,刘权,司伟. 中国新技术新产品. 2017(18)
硕士论文
[1]超硬磨料砂轮挤磨修整装置及工艺研究[D]. 韩亚光.河南工业大学 2014
[2]基于氧化膜状态主动控制的ELID磨削及其应用研究[D]. 杨黎健.天津大学 2011
[3]金刚石滚轮砂轮修整装置与工艺的研究[D]. 李庆茹.东北大学 2009
本文编号：3061912
【文章来源】：河南工业大学河南省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚动轴承结构示意图
河南工业大学硕士研究生学位论文第11页2球轴承套圈沟道成形磨削中的砂轮修整技术球轴承一般由外圈、内圈、球形滚动体和保持架四部分组成。按照滚动体的形状，滚动轴承分为球轴承和滚子轴承两大类如图2-1所示。轴承沟道有内沟、外沟和单沟道、多沟道之分，在轴承套圈的加工工艺流程中，套圈沟道的精度控制是采用磨削加工的方法，其精度的控制相对较为困难，尤其是多沟道轴承套圈的精度控制。球轴承套圈沟道的磨削大多采用成形砂轮切入磨削，磨削过程中，砂轮的磨削性能由砂轮的表面特性所决定，成形砂轮的各项精度决定了沟道的成形精度。但是，在磨削一段时间后，成形砂轮的表面磨粒会出现磨钝现象，从而丧失正确的砂轮型面精度和锐利性，需要经常的回复形状修整。为了保证球轴承套圈沟道成形磨削精度，就必须保证成形砂轮的各项精度指标，因此，要实现成形砂轮的精密磨削，解决成形砂轮的修整问题是关键。图2-1滚动轴承结构示意图2.1球轴承套圈加工工艺流程球轴承是滚动体为钢球的轴承，它具有回转精度高、应用速度高等优点，广泛应用于各种高速高精度要求场合，图2-2所示是各种形式的球轴承。轴承由滚珠和内外套圈组成。（a）深沟球轴承（b）角接触球轴承（c）调心球轴承（d）推力球轴承图2-2各种形式球轴承形状示意图
第12页河南工业大学硕士研究生学位论文轴承套圈是轴承组成的关键部件，其加工精度和加工质量直接影响轴承的精度和使用寿命。因此，轴承套圈加工要求非常高，为了保证加工质量和加工效率，通常要通过多道工序加工完成，其加工工艺流程如图2-3所示图2-3球轴承套圈加工工艺流程示意图球轴承套圈的材料有：轴承钢GCr15，特种轴承还有用渗碳钢、不锈钢、高速钢、耐高温轴承钢、陶瓷材料[40]等，GCr15轴承钢是球轴承套圈加工最常用的材料，其化学结构成分[41]如表2-1所示，由于其结构硬度高且均匀、耐磨性好、抗疲劳性能强、耐腐蚀性好等优点，在轴承的加工中被广泛的使用。套圈加工毛坯件有锻件、挤压件、管料、棒料等，其中锻件是主要毛坯料，目前锻件常用的加工方法是热锻工艺。尽管锻造工艺控制合理，套圈毛坯锻件还是会因为冷却速度的原因有少量网状碳化物析出，从而影响锻件的质量，锻后热处理可以有效改善组织，提高质量，退火后具有良好的切削加工性能，GCr15轴承钢退火后硬度为179~207HBS，便于后续的车削加工。表2-1GCr15化学成分CCrMnSiSPMo1.051.500.250.300.020.02≤0.1车削加工后的套圈工件，需要进行淬火、回火等热处理工艺。轴承钢GCr15经过淬火之后主要是为了获得隐晶或细小的马氏体（含量80%以上）、细小而分布均匀的碳化物（含量5%～10%）及残余奥氏体（含量9%～15%）所组成的显微组织，以达到提高轴承钢的硬度、强度、耐磨性和耐疲劳性的目的。GCr15轴承钢淬火后硬度不低于63HRC。回火主要是消除残余内应力，防止开裂、稳定组织，从而稳定尺寸、提高韧性；具有内应力的套圈零件，会造成工件变形，影响工件尺寸。淬火后产生的内应力，需
【参考文献】：
期刊论文
[1]推力角接触球轴承外圈沟道磨削过程中砂轮的修整[J]. 陈志军,张旭,张风琴,刘燕娜,焦叶凡. 轴承. 2019(11)
[2]GCr15轴承钢高温回火球化工艺研究[J]. 毕艳茹. 热加工工艺. 2019(20)
[3]数控外圆磨床金刚滚轮修整器的应用与分析[J]. 郝邵. 精密制造与自动化. 2019(03)
[4]滚动轴承工作表面超精密加工技术研究现状[J]. 王旭,赵萍,吕冰海,袁巨龙. 中国机械工程. 2019(11)
[5]轴承滚道磨削中金刚石滚轮修整技术的应用[J]. 杨摩西,崔仲鸣,赫青山,王星,高东恩. 轴承. 2019(03)
[6]单点金刚石修整笔的现状分析及发展趋势[J]. 赵金坠,冯克明,邢波. 制造技术与机床. 2018(10)
[7]砂轮表面形貌定量评价及修整效果研究[J]. 刘伟,商圆圆,邓朝晖,刘仁通. 中国机械工程. 2018(19)
[8]高精度轴承套圈超精密加工技术的现状与发展[J]. 关佳亮,胡志远,张妤,戚泽海,孙晓楠,路文文. 工具技术. 2018(05)
[9]一种圆弧轨迹进给的套圈沟道ELID磨削及进给机构实现[J]. 郑自泽,任成祖,王志强,刘泽栋. 机械科学与技术. 2018(09)
[10]金刚石滚轮自动化生产工艺定型[J]. 何立民,刘权,司伟. 中国新技术新产品. 2017(18)
硕士论文
[1]超硬磨料砂轮挤磨修整装置及工艺研究[D]. 韩亚光.河南工业大学 2014
[2]基于氧化膜状态主动控制的ELID磨削及其应用研究[D]. 杨黎健.天津大学 2011
[3]金刚石滚轮砂轮修整装置与工艺的研究[D]. 李庆茹.东北大学 2009
本文编号：3061912
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