圆锥滚子正置贯穿式超精研凸度修形的数值模拟分析

基于圆锥滚子正置贯穿式超精研凸度修形的工艺特征,提出了凸度修形的数值模拟方法和流程,并对影响凸度的因素进行了数值模拟分析,结果表明:超精时滚子素线倾角对凸度对称性有显著影响,凸度对称性对上素线倾角的变化十分敏感;滚子锥角越大,超精后凸度量越大;油石的研磨能力对凸度量和形状影响不大;随着滚子自转圈数增大,凸度量增大,凸度曲线中部平缓的部分变短,两端陡峭的部分变长。     

圆锥滚子定姿态贯穿式超精研凸度形成机理分析

圆锥滚子无心贯穿式超精研中,滚子以某种定姿态沿直线贯穿时,在锥面上可以形成一种大致对称的光滑曲线凸度,其凸度形成机理尚未揭示。针对滚子轴线只在贯穿方向铅垂平面倾斜某一固定角度这种定姿态,基于超精研工艺特性及滚子与油石之间的几何和相对运动关系,建立滚子-油石接触线方程和滚子纵向截形方程,推导出各超精研区宽度计算公式。将这种超精研过程看作滚子与油石的接触磨损过程,将凸度看作滚子不均匀磨损的结果,依据磨损基本原理,揭示出凸度形成机理：滚子-油石接触线呈“几”字形,形成8个不同的超精研区,使滚子两端磨损量大于中部;接触线各点的滚子纵向截形倾斜程度存在差异,使滚子磨损深度从两端向中部逐渐非线性减小,从而形成光滑曲线凸度。得出如下结论：只有滚子上素线小端向上倾斜某一适当角度时,才可以形成比较对称的曲线凸度;滚子锥角是基础,其值不为零才能形成凸度;所能形成的最大凸度受锥角大小制约,锥角越大,所能形成的凸度越大。推导出滚子上素线小端向上适当倾斜角度范围的计算公式。     

圆锥滚子凸度超精研锥柱匹配导辊形面分析

提出圆锥滚子凸度贯穿式超精研修形加工的一种新型的锥柱匹配的导辊配置方式,其后导辊是圆柱形形面,可通用于不同型号的滚子;其前导辊采用匹配的专用螺旋锥形形面。对锥柱匹配导辊配置方式的滚子姿态进行简化分析表明,这是一种具有特定滚子姿态的斜置贯穿式超精研,可以获得凸度。依据共轭曲面原理建立斜置贯穿式超精研导辊的理想形面方程,通过数值计算分析锥柱匹配导辊形面和相应滚子姿态问题,结果表明,一般斜置贯穿式超精研前后导辊理想形面的轴向截形均为相对于导辊轴线倾斜的轻微内凹曲线,但存在特定的滚子姿态,可以使后导辊形面曲线不倾斜而只有轻微内凹;锥柱匹配导辊配置方式中,后导辊的圆柱面是近似形面,但其形状误差很小,一般不超过4 μm,对滚子的支撑稳定性影响不大。给出了锥柱匹配导辊配置方式中圆柱导辊形状误差、锥形导辊形面参数以及相应滚子姿态参数的精确计算方法。     

圆锥滚子无心贯穿式超精研中滚子滑动分析

圆锥滚子的无心贯穿式超精研过程中存在滚子与导辊之间的滑动现象,会影响加工质量,造成导辊磨损。分析导辊与滚子之间的周向滑动,建立了两者之间几何滑动模型并进行因素影响分析,得到纯滚动点最优位置方程。结果表明:纯滚动点在最优位置时几何滑动最小;导辊转速和半径越大,几何滑动越大,在不影响加工效率的情况下,应选择较小的导辊转速进行导辊设计和滚子加工;滚子锥角越大几何滑动越大,应加强对大锥角圆锥滚子超精滑动的控制。     

圆锥滚子贯穿式超精研机理分析

传统认为圆锥滚子贯穿式超精中，超精导辊螺旋面全长保持一个工作角度，即导辊单角度超精时，滚子的上素线应保持水平状态。分析认为，上素线保持水平状态不是滚子的理想姿态，理想姿态是小端略高的状态，并分析滚子的凸度超精加工机理和影响凸度对称性及凸度量大小的因素。     

滚子轴承凸度加工技术的研究进展

从凸度磨削和超精研方面论述了滚子轴承凸度加工技术的研究进展,认为:凸度磨削加工的成形方法和机理已基本清楚,技术关键在于修整器的运动精度控制;凸度超精研加工的成形机理和规律尚不完全清楚,特别是滚子的凸度超精研过程中,油石与滚子之间的接触状态、凸度成形机理和磨削原理,需要进一步深入研究;滚子凸度加工中滚子运动的稳定性也需要深入研究。     

贯穿式超精研圆锥滚子的研磨特性分析

对贯穿式超精研工艺中圆锥滚子的研磨接触状态进行了分析。得到滚子表面的近似接触形状;接触中线的滚子素线上的应力大于周边滚子素线上的应力;单条滚子素线上的应力从滚子小端到大端呈逐渐增大趋势。基于材料去除率的经典Preston方程,推导出滚子研磨深度的计算方程并分析了其相关参数。存在最佳油石接触弧形半径,使滚子素线中端的研磨深度小于两端,有利于形成凸度。     

圆锥滚子贯穿式超精研加工特性分析

基于圆锥滚子贯穿式超精研基本规律,计算油石与滚子周向接触弧长,建立动态有效磨刃数模型及未变形切削厚度模型,分析关键参数对周向接触弧长、动态有效磨刃数及未变形切削厚度的影响。分析结果表明:油石切入加工表面深度和滚子直径对周向接触弧长和动态有效磨刃数的影响最大且呈正相关;未变形切削厚度随切入加工表面深度的增大而增大,随滚子直径的增大而减小。基于分析结果,通过合理改变切入加工表面深度,一方面控制动态有效磨刃沿滚子轴向的分布,能够将滚子素线加工成理想的凸度形状;另一方面控制未变形切削厚度,进而使比切削能、工件表面残余应力及粗糙度等达到理想要求。     

滚子轴承滚道超精研机油石加压装置的设计

滚子轴承滚道超精研机是我公司为适应客户对有凸度滚道超精研的需要,于近年来开发出的新型机床.新机型设计采用油石大往复小振荡技术,伺服电机驱动油石座滑板进行大往复运动,油石振荡头采用静压轴承的结构实现油石的振荡.即采用改变窄油石在滚道宽度内的往复速度和油石振荡频率,来实现有凸度滚道的超精研.     

油石硬度对超精研工艺的影响

进行油石硬度对超精研质量的单因素试验，从而分析油石硬度对圆锥滚子轴承套圈超精研质量的影响。     

圆锥滚子超精研规范和油石的选择

在经过改装的3M6312型四工位超精研机上,采用无心纵向进给贯穿式超精197726轴承的圆锥滚子,一次超精研达到成品滚子的各项技术要求。文中介绍了超精研规范和油石的选用原则,并以本厂工艺和引进的日本工艺作了对比。附图5幅,表1个。     

滚子轴承套圈滚道凸度超精加工方法介绍

提出了一种针对滚子轴承套圈滚道必须带凸度的要求.根据套圈滚道凸度的特点,结合多年来轴承套圈超精技术设计的实践,开发设计滚子轴承套圈滚道超精研机,采用窄油石、大往复结合小振荡的方法,提高了轴承套圈滚道凸度的精度,适应了市场发展的需要.     

圆锥滚子定姿态贯穿式超精研油石磨刃分析

基于超精研过程中圆锥滚子与油石接触的几何特点及磨削原理,建立数学模型包括单位面积动态有效磨刃数模型和整体动态有效磨刃数模型,估计参数取值并用MATLAB运行模型,分析关键因素对磨刃分布的影响。超精研区不断变化的滚子半径是引起磨刃数动态变化的主要因素;受到滚子与油石径向接触弧长的影响,单位面积动态有效磨刃分布与整体动态有效磨刃分布完全不同;油石振荡频率对整体磨刃分布的影响最明显。若考虑磨削深度随滚子与油石接触面积的变化而变化,可以得到理想的"对号"形磨刃分布。     

滚动轴承超精研工艺的特殊性

在介绍一般超精研工作方式与工作原理的基础上,以深沟球轴承套圈沟道超精研和无心贯穿式圆锥滚子超精研为代表,通过与一般超精研的对比,探讨了滚动轴承超精研工艺的特殊性。一般超精研油石与工件之间为面接触,而滚动轴承的多种超精研方式中,油石与工件之间为非面接触,工艺特性更加复杂。对于这类特殊的超精研工艺,有必要开展深入系统的研究,并提出了进一步研究的主要问题。     

滚子凸度超精研机床的气动控制系统

滚子凸度超精研机床是以贯穿方式对圆柱或圆锥滚子的表面进行加工 ,不仅效率高 ,能很好地改善工件的粗糙度、波纹度和圆度 ,而且在滚子纵向形成微量凸度 ,使装配后的轴承能明显地减少或消除滚子边缘应力集中 ,减少温升 ,有利润滑 ,从而提高轴承的使用寿命 1～ 2倍。在该机床上最多可用 8块油石同时对滚子进行超精 ,8块油石采用 8个独立气缸提供压力。控制这些气缸的气动系统具有加压冲击小、断电后自动卸压等特点 ,能较好满足超精工艺要求。　　该机床气动系统的工作原理如图 1所示。气动系统的最大工作压力为 0 .6ＭＰａ ,进入机床的压图 1…     

圆锥滚子超精用螺旋导辊锥角的计算

推导出了圆锥滚子贯穿式凸度超精螺旋导辊锥角的一种新的计算方法,并通过具体的计算关例说明此方法的计算结果与理想锥角的偏差很小,精度高且计算简单。     

采用МДА-92自动超精机加工球轴承内圈沟道

轴承的精度与寿命主要取决于套圈和滚动体的滚动表面的几何形状精度、波纹度和粗糙度［１］。当套圈在МДА－９２［２］型自动超精机上采用多油石超精沟道时,上述精度指标与加工过程中的下列参数有关：套圈的圆周速度、油石旋转频率及其在加工表面上的压力、加工时间。改变上述参数值以及变更油石的特性,可以制定超精研工艺规范,以便获得高的加工质量,实现最高的生产效率。在МДА－９２型自动超精机上实现多油石超精圆柱滚子轴承套圈的方法［３］,可以在更换部件的情况下加工深沟球轴承和角接触球轴承内圈沟道,但在实际超精研时将…     

启事

2020年第5期第10页《圆锥滚子正置贯穿式超精研凸度修形的数值模拟分析》的通信作者为“高作斌(1966—),男,博士,教授,博士研究生导师,主要研究方向为滚动轴承精密加工理论与技术,E-mail:gaozuobinly@126.com。”     

圆柱滚子凸度超精导辊的包络法数控磨削研究

圆柱滚子凸度超精导辊理论辊形是复杂轴对称曲面,目前通常在普通外圆磨床上用多级锥面逼近的方法进行磨削加工,磨削质量对人工依赖性强,效率低。根据磨削时常见的圆弧形滚子贯穿轨迹,研究辊形曲面的包络法数控磨削。分析了理论辊形特征、包络磨削原理和方法,给出了磨削实例,实际测量了磨削后的辊形,并用包络法磨削的导辊进行了圆柱滚子凸度超精试验。结果表明：理论磨削后辊形曲线是光滑连续曲线,形状总体比较平缓;用大圆弧廓形砂轮进行包络法磨削,辊形形状精度不存在原理性加工误差,而且砂轮利用率比较高,有利于保证磨削质量和效率;包络法磨削导辊辊形精度和效率都比较高,导辊用于圆柱滚子超精获得的滚子凸度曲线形状良好。     

特定载荷下不同凸度量对数滚子疲劳寿命试验

分析圆柱滚子轴承滚子凸度对轴承疲劳寿命的影响。针对工程实际应用中特定载荷工况下滚子所需最佳凸度量问题,选取不同凸度量的滚子,对单个滚子进行加速寿命试验。结果表明:在相同载荷下,不同凸度量滚子的疲劳寿命存在一定规律,一定载荷下存在一个最佳凸度,高于或低于这个最佳凸度的滚子疲劳寿命都有不同程度的缩短。