轴承钢球毛坯热斜轧成形过程数值模拟

轴承钢球毛坯螺旋孔型斜轧工艺设计和变形行为较为复杂,传统的解析计算和物理试验方法不能有效揭示其轧制变形机理。探讨总结了钢球毛坯热斜轧成形主要建模技术与方法,基于SIMUFACT有限元软件平台首次建立了钢球毛坯热斜轧成形三维热力耦合有限元仿真模型。基于有限元模拟结果详细分析了轴承钢球毛坯热斜轧成形过程等效应变、应力、温度和轧制力能参数的分布与演变规律,证明钢球毛坯斜轧心部疏松或空洞缺陷的产生是由其在轧制过程承受的循环交变切应力、较高水平的横向拉应力和由多向拉应力引起的较大负静水压应力(正的平均应力)共同作用的结果。     

钢球磨削机理研究

通过对钢球磨削微观机理的研究,分析磨粒在钢球表面的运动规律,并通过等软件模拟钢球表面余料的去除过程和磨削效果.最后,建立钢球表面余料去除的通用数学模型,找到各因素间的影响关系,为以后对各种磨球工艺的具体研究和改进提供依据.     

风电轴承钢球冷镦的可行性分析

针对原风电轴承大尺寸钢球热镦成形工艺耗时长,效率低,耗能大,且钢球组织不致密的问题,提出一种风电轴承钢球冷镦成形工艺。以直径50,65 mm的钢球为例,建立了钢球棒料尺寸理论计算模型,对钢球冷镦成形过程进行仿真模拟并计算理论压碎载荷,冷镦后的球坯有明显的两极和环带,且等效应力分布均匀,直径50 mm钢球的理论压碎载荷满足要求。实际加工验证的结果表明直径50 mm钢球的压碎载荷满足要求,直径65 mm钢球的内部组织致密,强度高。理论和试验均证明风电轴承钢球可采用冷镦成形工艺。     

轴承钢球表面缺陷分析方法

介绍了轴承钢球表面的常见缺陷,通过实例对钢球从原材料到成品整个加工过程中表面缺陷的分析思路及方法进行了探讨和总结。     

球墨铸铁件微观组织的数值模拟

根据凝固动力学理论,建立和完善了球墨凝固过程中各阶段组织形成的数学模型。用试验试件进行了验证,并对实际生产球墨铸铁件的球墨数量和大小、珠光体和铁素体数量、硬度等进行了模拟,与定量金相分析结果进行了比较。结果表明模拟结果与分析结果吻合较好,同时,共析模型尚有待进一步改进以更准确地预测珠光体和铁素体数量。研究表明：球墨的形核与生长主要与过冷有关,共析阶段产生的珠光体与铁素体体积分数则由过冷度与球墨个数两者所决定。     

轴承钢球在生产过程中表面剥落原因分析

采用金相、扫描电镜及能谱分析等方法对钢球的表面剥落原因进行了分析.结果表明,钢球表面存在有严重的脆性非金属夹杂物.由于非金属夹杂物强度低,在研磨过程中很容易产生疲劳剥落,是造成钢球废品的根本原因.     

对台架试验失效轴承钢球的分析

我公司在对某批次轴承进行台架试验时,该批次轴承连续三套发生早期失效,且失效钢球为某厂同批次号钢球。我们对失效轴承的钢球进行了失效分析,找出了失效原因,并成功解决了此问题,避免此类问题的发生。     

基于SPH法的CBN磨粒切削过程数值模拟

采用光滑粒子流体动力学法进行CBN磨粒切削过程仿真。该方法解决了网格法模拟材料分离时的网格束缚问题。通过切削过程中磨粒与工件材料的应力场变化以及离散SPH粒子的运动情况,分析了CBN磨粒的磨损机理以及工件材料的切削变形机理。研究结果表明:磨粒的顶部与挤压面棱边接触应力集中,易发生磨耗与微破碎磨损;工件材料受磨粒的推挤发生弹塑性变形而沿磨粒的侧向及前方隆起,并于磨粒的前方挤出而形成切屑。
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无磁钢轴承套圈的磨加工工艺

针对无磁钢轴承套圈磨加工时无法通过磁力装夹、固定的问题,设计了导磁附件,借助二级工装实现了内外圈的装夹、固定,并对主要工序的装夹、固定方式进行介绍.采用改进工艺加工轴承的各项技术指标均满足要求.     

陶瓷球和钢球接触疲劳寿命对比试验

陶瓷球的滚动接触疲劳寿命是评价陶瓷球能否用于滚动轴承的重要依据，为了确保陶瓷球的可靠性，最大限度地延长其使用寿命，利用新研制的三点接触纯滚动加速疲劳试验机对陶瓷球和钢球进行了对比试验。结果表明，与GCr15钢球相比，氮化硅陶瓷球的温升明显低于钢球；额定寿命低于钢球，中值寿命与特征寿命优于钢球。     

Cr4Mo4V钢球淬火产生混晶组织的原因与消除措施

分析了Cr4Mo4V钢球淬火产生混晶组织的原因及其影响,通过试验探讨了其消除方法.结果表明,Cr4Mo4V钢球中超标的混晶组织经过预处理后再重新进行淬、回火,可有效消除混晶组织,提高钢球的压碎载荷值.     

高精度钢球测量仪专用工作台的设计

针对传统钢球测量仪器存在测量过程调整繁琐、测量精度与效率不高、易划伤钢球表面等缺陷,基于三点定面原理,设计出一种高精度钢球测量仪专用工作台。使用表明:该工作台完全满足高精度数显钢球测量仪的使用要求,采用该工作台的高精度钢球测量仪具有易调整、精度高、不损伤被测钢球等优点。     

基于Abaqus的砂带磨削单磨粒建模与仿真

对砂带磨削中单颗磨粒磨削过程进行了分析与建模,并利用Abaqus软件对具有不同负前角、切削速度与切削深度的单磨粒磨削过程中磨削力和温度的变化进行了仿真。分析结果表明,随着磨粒前角以及磨削深度的增大,磨削力和磨削温度都会增大。当磨削厚度达到一定程度时,将会出现锯齿型切屑,而切削速度对切向力影响较小。     

低噪声钢球加工工艺试验

介绍了用树脂砂轮加工钢球的工艺试验,试验检测结果表明:树脂砂轮加工的钢球表面质量均匀,无烧伤,表面粗糙度好,钢球的振动值低,离散度小。     

基于机器视觉的钢球表面缺陷检测和分类

在分析钢球表面光学反射特性的基础上,构建了采用球积分光源与0.5×远心镜头组成的钢球表面缺陷图像检测平台,解决了钢球表面成像难度较高的问题.根据钢球表面图像的特征,利用分段线性灰度增强算法和边界跟踪实现了对钢球表面微小缺陷的分割和区域分类,并结合基于灰度共生矩阵的综合熵作为判定钢球表面是否存在缺陷的依据.最后利用矩形相似度与圆形相似度之比、角度等特征实现了缺陷分类器模型的建立,很好地解决了钢球表面缺陷的分类与识别.试验结果表明,该模型对钢球表面5类缺陷的识别率均可达到90％以上,并能很好进行分类,模型在1 600×1 200图像分辨率下,算法耗时小于80 ms,可以满足工业检测对算法实时性的要求.     

GCr15轴承钢比磨削力建模

比磨削力不受砂轮宽度或工件宽度的影响,在磨削力研究中具有普适性.为精确预测磨削力,采用中心组合试验设计,以非线性模型线性化后的线性编码为原则,结合工艺手册中磨削参数的常用取值范围(磨削深度ap=10～30μm,磨削速度vs=20～30 m/s,进给速度vw=6～15 m/min),对磨削参数进行非线性编码,通过最小二乘...     

基于Deform-2D的单颗磨粒磨削过程的有限元分析

建立了单颗磨粒磨削GCr15轴承钢工件的二维模型,采用Deform-2D大型有限元数值模拟软件对单颗磨粒在不同前角下的磨削过程进行了数值模拟,探究了切屑形成过程,获得了磨削力的变化规律及工件内部的应力场、应变场和温度场的分布情况,并分析了磨粒前角的变化对以上各指标的影响。有限元分析为深入研究轴承钢球磨削机理提供了一种新途径。