基于加工轨迹均匀包络原理的高精度圆柱滚子高一致性加工方法研究

正指导教师:袁巨龙轴承是装备制造业中应用广泛的精密基础零部件,圆柱滚子是轴承关键零部件,其形状精度、表面质量及其批一致性对滚动轴承的运动精度和使用寿命产生重要影响。目前无心磨削等轴承圆柱滚子外圆加工方法存在加工精度批一致性差等技术     

轴承圆柱滚子外圆精密抛光工艺研究

为解决研磨后圆柱滚子外圆表面质量差的问题,将化学机械抛光技术应用到圆柱滚子外圆加工中。基于自制的双平面研磨抛光机,采用偏心转摆式的加工方式对圆柱滚子进行了化学机械抛光,观测了不同抛光阶段圆柱滚子外圆表面的微观形貌,测量了不同抛光阶段圆柱滚子的表面粗糙度、圆度及表面硬度,并分析了不同抛光阶段中的抛光液对于圆柱滚子加工所起的作用。研究结果表明:在粗抛阶段时,圆柱滚子的表面质量及形状精度能得到快速改善;在精抛阶段时,圆柱滚子的表面质量及形状精度可得到进一步修正;抛光后,圆柱滚子的表面粗糙度可达到0. 011±0. 004μm,圆度可降至0. 31±0. 075 um。     

圆柱滚子精密加工的几种新方法

一、圆柱滚子外圆无心 精研加工方法 外圆无心精研机的结构:本机床是我厂根据生产实际需要自行设计和制造的,适用于精研圆柱形零件外径表面。圆柱滚子是典型的加工零件。图1为无心精研机的外观图:     

超零级圆锥滚子超精研工艺参数的选择

超精研为一种具有低温磨削过程的精密加工工艺,它能获得高几何精度及良好的表面质量(包括表面粗糙度、表面层的金相组织、表面层显微硬度及表面层残余应力状况),因此加工出的金属表面不仅光滑耐磨,而且抗疲劳强度好。但由于前道工序无心磨削所得半成品的圆形偏差要复映给本工序的超精研工件,故要能超精研出圆形偏差小、粗糙度低的直素线圆锥滚子,必须控制前道工序无心磨削所得半成品的圆形偏差(必须小于0.5μm并呈5棱以上的多边形,绝对不容许产生椭圆度)及表面粗糙度(必须达到R_0     

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。     

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。     

圆锥滚子超精研工艺

文中介绍的圆锥滚子单沟螺旋辊棒超精研工艺是采用无心磨削原理,两根棍棒(一为单沟螺旋,一为圆柱形)平行安装,滚子置于其上进行加工。还介绍了辊棒设计和设备改装情况。采用该工艺后,滚子精度一直稳定在1级。     

新产品

该系列超精研机以无心贯穿方式对轴承套圈、圆柱滚子、圆锥滚子、滚针、油针、柱塞、阀芯等外表面进行超精加工。可在磨削的基础上显著改善表     

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…     

贯穿式无心超精机工件轴线偏转角θ的计算

一、超精机工件轴线偏转角θ贯穿进给无心超精机广泛用于加工大批量圆柱形工件的外圆表面,用该法加工的工件圆度和表面粗糙度均有所提高,并能大大改善工件的表面质量。目前,该类机床主要应用于轴承行业、纺织机械行业和无线电行业。     

超精密加工技术研究现状及发展趋势

超精密加工是多种技术综合的一种加工技术,是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。根据当前国内外超精密加工技术的发展状况,对超精密切削、磨削、研磨以及超精密特种加工及复合加工技术进行综述,简单地对超精密加工的发展趋势进行预测。     

M1083无心磨床的改造

通过对M1083无心磨床进给机构和砂轮修整器的改造,提高了加工精度,满足了轴承外套外圆质量要求。     

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。     

精密球超精密加工技术的研究进展

掌握精密球超精密加工过程中的球面研磨轨迹分布特性以及各工艺参数对加工结果的影响,对提高精密球加工精度与效率十分重要。对精密球超精密加工技术的发展及研磨均匀性的评价进行回顾,并根据精密球超精密加工技术的发展脉络,阐述当前主要精密球超精密加工技术的加工原理及加工实例。从材料去除率、加工精度、批一致性等方面对几种精密球超精密加工技术进行比较,并以提高加工精度及加工效率为目标,对精密球超精密加工技术的发展趋势进行预测。     

双盘直槽研磨圆柱滚子稳定自转条件分析与试验

为解决双盘直槽研磨方法中圆柱滚子稳定自转问题,对研磨状态下的圆柱滚子的自转运动进行理论分析,计算获得滚子实现稳定自转运动的条件。设计了一种电磁研磨盘,引入电磁力以增大驱动滚子自转的摩擦力矩,改善滚子的自转条件。对电磁研磨盘的磁路进行参数化设计和电磁仿真优化,并制作出电磁研磨盘实物,仿真分析和试验结果都表明所设计的电磁研磨盘能够对圆柱滚子提供足够大且分布均匀的电磁吸力。在自制的试验台架上对12 mm×18 mm圆柱滚子进行研磨试验,验证了自转条件的正确性。经过60 min研磨,圆柱滚子的圆度误差由2.55 μm减小到0.63 μm,形状精度得到显著提升。     

圆锥滚子外径磨削方法分析

绍了用止推法、切入法及贯穿法磨削圆锥滚子外径的原理，分析了各自的加工特点及注意事项，结合生产实际给出了有关参数，并对砂轮、导轮的修整与调整作了说明。     

机器人复合加工模具曲面的干涉回避与质量控制

提出一种由机器人和超声电火花复合研磨机等组成的自动研磨加工系统，对在模具曲面加工过程中出现的工具与工件之间可能产生的局部干涉现象进行了研究，通过干涉回避技术建立复合精加工表面质量的控制模型，并在试验中证实了理论的正确性。     

Super-precision cylindrical machining

A study has been made of the theory and techniques of turning precise circular components. The possibility of such high accuracy cylindrical machining was analysed according to the principle of making a precise circle. In the study, a form of chucking-type preciison cylindrical machining was developed by combining an insensitive vibration cutting mechanism - using a main spindle system which features an air bearing - with superposition superfinishing. In the first process, the work is chucked on the main spindle and machined using a continuously and systematically pulsating cutting force. In the second process, the work is finished by a newly developed superposition superfinishing device which features equivalent grades of ultrasonic vibration stone. Key points of the techniques are a torsional vibration mode tool for producing accurate, high amplitude vibration of the cutting point, and a contrivance for making accurate movements of the superposition superfinishing device. Machined roundness of 0.1–0.2 μm and surface roughness of 0.03–0.09 μm R_max were obtained with plain carbon steels, stainless steels and hardened steels (H_RC 41, 53, 60). It is considered that turning to roundness ≈ 0, cylindricity ≈ 0 and surface roughness ≈ 0 can be realized by means of this new machining process and its lathe.     

一种新型非球面高效研磨方法的研究

针对目前非球面加工的难题，提出了一种利用弯曲成形法制作磨具来实现非球面高效研磨的新方法。阐述了弯曲成形法高效研磨的原理，建立了磨具弯曲成形的数学模型，分析了磨具成形的等距线误差。实验结果表明：采用弯曲成形法制作的磨具成形精度较高，面形精度达到微米级；采用该方法研磨非球面零件是可行的，能满足中等精度的非球面零件研磨加工要求；效率高、成本低，有很好的开发和应用前景。