轴承滚子超精密修形及表面三维形貌模拟

发布时间：2020-09-24 17:01

　　在铁路机车车辆中应用的圆柱滚子轴承，对其滚子外圆表面的质量要求非常高，因此常采用贯穿式无心外圆超精方法加工。在传统的设计方法中轴承滚子的母线都是采用直母线，工作过程中整个有效长度都受力，虽然在大部分接触区域上的接触应力分布较为均匀，但在端部会引起严重的边缘效应，导致此处产生较平均应力大数倍的应力峰，常造成该处轴承内、外圈滚道及滚子发生早期疲劳剥落，运用实践表明这种型线的零件已不能满足铁路运输高速重载的要求，主要症结在于没有设计出合理的母线形状。目前在国内外为了克服这种不利因素，已对滚子母线形状进行了各种修形，如采用带弧坡滚子、修正线形滚子和全凸度滚子等，而在我国轴承厂家还是采用弧坡滚子，设有一道工序加工两端的弧坡，不仅生产率低，而且表面粗糙度较高，更主要的是无法以此工序产生理想的对数母线。常规的无心超精磨削加工是难以同时满足上述要求的，已有一些文献对油石超精加工各参数对超精加工效果的影响作了论述，但对于各参数改变时滚子表面形貌的变化，缺乏详细、直观的理论论述和图形描述。本文从这两方面出发，首先根据不同零件、不同母线形状的圆柱体，从设计原理、材质选取原则、机加工工艺等方面进行系统研究，解决圆柱体零件连续支撑送料导辊的型面设计和制造的问题，加工出最佳母线的滚子即对数滚子，获得高精度的加工表面，提高滚子的接触疲劳强度和使用寿命，从根本上解决接触应力分布不合理的问题。其次，建立了油石超精加工的运动模型和切削模型，对滚子表面形貌进行三维模拟，并计算出油石超精加工的切削量，获得最优加工工艺参数和条件。同时直观地表示出滚子转动的圆周线速度、油石振动频率、油石振动振幅等因素对滚子外圆表面形貌和油石切削量的影响。通过计算机仿真为油石超精加工技术提供了理论依据，获得了达到较好表面加工质量的切削因素和条件，拓展了油石超精加工技术的应用前景。
【学位单位】：大连铁道学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2003
【中图分类】：TH133.3
【部分图文】：

表图,全局变量,常量,模块

各个窗体用到的这个变量所赋的值需要改变时，只须在模块中改变变量或常量的赋值即可，而不必在各窗体代码中修改，提高了编程效率。一般模块窗口及所定义的全局变量和常量如图2一3所示。澎一一﨏馨讯。b乙BOASD。此le‘导辊喉部半径Glob吐RtA:刀oubl。’工件半径以。b亡L式:Double’导辊凸峰长度Glob公价A:Doubl。’工件长度以。b公久A:Douu。’导辊轴线与水平面倾斜角Qob公△A:Do此l。’工件凸度值以。b公a人:刀。此le’导辊间水平距离之半以obalxl(0To10000)A:D。uble，yl(0T。10000)A:D。此l。以。bal:2口To10000)A:Double』蛇(0T。10000)A:D。汕le以ob红x3(0To10000〕A:Double』y3(0r。10000)A:Doubl。以ob应x4(0To10000)A:nouble』y4(0To10000)久:D。汕le题窿腆腮，直母线坐标，圆弧母线坐标，椭圆母线坐标，对数母线坐标雍川幕姚!习表图2一3一般模块窗口及所定义的全局变量和常量FIG.2一3Conlrnonmodulewindowanddefinedglobalvariablesandconstants

型线设计,窗体,启动程序,导辊

该窗体中建立了7个标签(Label)控件，7个文本框(Text)控件和3个命令按钮(Command)控件。窗体1各个控件的布局如图2一4所示。图2一4加工不同母线滚子的导辊型线设计主窗口FIG.2一4MainwindowofrunningrollertyPelinesdesignofdifferentgenerantofmaehiningParts启动程序后，窗体1启动。在窗体1中，可以在文本框中输入超精加工的各个工艺参数的值。然后单击三个命令按钮，启动命令按钮的Click事件。这两个命令按钮的Click事件作用是将文本框中选择的参数的值赋给各个全局变量，然后退出当前窗口，进入下一窗口。

导辊,滚子,母线,窗体

窗体2显示了导辊型线坐标的计算结果。在本窗体中设置了3个标签(Label)控件、2个图片框(Picture)控件和5个命令按钮(Command)控件。各控件对象在窗体2上的布局见图2一5。单击窗体1的命令按钮进入窗体2，这时从窗体1文本框赋给全局变量的值也己传递给窗体2的各菜单代码。根据前面2.1节中导辊型线计算公式，分别计算出加工直母线滚子、圆弧母线滚子、椭圆母线滚子和对数母线滚子的导辊型线坐标，然后分别在2个图片框中将计算结果显示出来。0306090120150180210240270300330360390420450480510540570600630660690720750780810840870900930匀60图2一5加工不同母线滚子的导辊型线坐标计算窗口FIG.2一5Ca

【参考文献】