軸承光整加工

軸承光整加工軸承套圈表面光整加工是指套圈的滾道，外園或端面在磨加工后進(jìn)行最終的精細(xì)加工，以取得很小的表面粗糙度和很高的幾何精度。滾子在高低不平（粗糙度不好的）滾道表面上轉(zhuǎn)動(dòng)，，將會(huì)增大軸承的摩擦力矩，引發(fā)軸承的振動(dòng)與噪聲，加速軸承的磨損，降低軸承的利用壽命。所以，滾道超精是提高軸承產(chǎn)品質(zhì)量的重要工序。轉(zhuǎn)動(dòng)表面經(jīng)光整加工后能達(dá)到的如下要求：改善工作表面的表面粗糙度轉(zhuǎn)動(dòng)表面的表面粗糙度對(duì)軸承壽命有直接影響，一般來(lái)講，表面粗糙度值小，壽命就長(zhǎng)。降低滾道圓度誤差在磨滾道工序，由于一系列工藝條件的限制，不可避免的會(huì)使?jié)L道產(chǎn)生圓度誤差，而這些誤差只有通過(guò)光整加工才能有效的減少或消除。提高滾道的幾何形狀精度改善滾道表面層的物理力學(xué)性能由于滾道表面在磨削時(shí)受到磨削力和高達(dá)750?1200°C磨削熱的影響，會(huì)造成滾道表層殘留拉應(yīng)力及二次淬火組織，此缺點(diǎn)層的深度達(dá)4?6^m。因此，光整加工的目的之一，就是消除此缺點(diǎn)對(duì)軸承質(zhì)量的影響。轉(zhuǎn)動(dòng)表面光整加工的余量大小取決于前工序的表面粗糙度。前工序遺留表面越粗糙，終加工時(shí)須除去的金屬量就越大，不然會(huì)使光整表面遺留有粗磨痕。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)表面光整技術(shù)條件規(guī)定光整加工后的表面不允許遺留粗糙磨削痕紋。工件光整加工后要達(dá)到^m,則光整前的表面粗糙度及直徑上所留最小留量的數(shù)值為：光整加工前表面粗糙度@m）直徑上最小留量@m）20?2514?1810?12超精研特點(diǎn)超精研是在良好的潤(rùn)滑和冷卻條件下，工件以必然的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)用細(xì)粒度的油石以較低的壓力壓向工件表面，而且在垂直于工件旋轉(zhuǎn)方向作往復(fù)振蕩運(yùn)動(dòng)的一種精加工方式。在轉(zhuǎn)動(dòng)軸承制造工藝中常把用油石進(jìn)行的精加工方式稱為超精研。超精研具有一系列長(zhǎng)處：a.能有效的減少或消除圓度誤差。由于油石以必然的寬度跨于工件圓周上，則波峰被切削，所以能有效地降低轉(zhuǎn)動(dòng)表面的圓度誤差。b?能修正滾道截面（曲率）的形狀誤差c?能使表面具有殘余壓應(yīng)力研究表明:表面殘留應(yīng)力為壓應(yīng)力時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)接觸疲勞壽命就高；殘留應(yīng)力為拉應(yīng)力時(shí)，接觸疲勞壽命就低；拉應(yīng)力愈大，接觸疲勞壽命就愈低，，反之，壓應(yīng)力增加時(shí)，接觸疲勞壽命就會(huì)提高。超精研原理a?超精研加工的運(yùn)動(dòng)分析超精研加工的操作簡(jiǎn)單，但與磨削等其他加工方式截然不同，保證超精研加工的重要工藝條件是：理想的油石自銳性和合理的超精研加工的切削規(guī)范（如工件轉(zhuǎn)速、油石振蕩頻率、油石壓力等）。超精研進(jìn)程一般分為粗超和精超：粗超階段采用較低的工件轉(zhuǎn)速，較高的油石擺動(dòng)頻率和較大的油石壓力，以達(dá)到理想的生產(chǎn)效率；精超階段則相反，采用較高的工件轉(zhuǎn)速，較低的擺動(dòng)頻率和較小的油石壓力以達(dá)到理想的表面粗糙度要求。b?超精研進(jìn)程分析其特點(diǎn)是，切削進(jìn)程能自動(dòng)循環(huán)。當(dāng)油石最與粗糙的表面接觸時(shí)，接觸的僅僅是工件表面上最高的波峰，因此單位表面積上的壓力專門大，而且工件表面與油石之間不能形成完整的潤(rùn)滑膜，現(xiàn)在主要起切削作用。這種加工狀態(tài)切削狀態(tài)。在切削狀態(tài)下，工件表面有無(wú)數(shù)相當(dāng)明顯的痕跡，表面無(wú)光澤。隨著加工的進(jìn)一步進(jìn)行，工件表面逐漸被磨平，接觸面積增加，單位面積存力下降。同時(shí)脫落的磨粒與切屑堵塞了油石表面的部份氣孔；部份磨粒的切削刃開始鈍化，鈍化了的磨粒在工件表面上刻劃或摩擦；也有部份磨粒脫落或崩碎，露出新的切削刃，又參加切削?，F(xiàn)在的加工狀態(tài)叫半切削狀態(tài)。半切削狀態(tài)的工件表面，切削痕跡變淺，并出現(xiàn)較暗的光澤。加工繼續(xù)進(jìn)行，工件表面大體磨平，同時(shí)油石表面的氣孔被堵塞，又是形成光滑的表面，接觸面積增大，單位面積存力減小。因此，潤(rùn)滑油膜大體形成，油石自銳性逐漸減弱，最后趨于自動(dòng)停止切削，現(xiàn)在油石起著光整拋光作用。這種狀態(tài)叫作光整狀態(tài)。光整狀態(tài)下的工件表面無(wú)切削痕跡，出現(xiàn)全面光澤，達(dá)到超精研加工的工藝要求。若是滑膩的油石與粗糙的工件表面接觸，由于粗糙的工件表面破壞了油石的光滑表面，油石又恢復(fù)了它的切削性能，從而形成了切削進(jìn)程的自動(dòng)循環(huán)。所以，超精研加工在自動(dòng)循環(huán)中，有三種加工狀態(tài)，即切削狀態(tài)、半切削狀態(tài)和光整狀態(tài)。超精研加工的工藝參數(shù)切削角e超精研加工切削作用的強(qiáng)弱通常常利用切削角。來(lái)表示，。是指瞬時(shí)切削速度與共建速度的夾角。切削角的大小各廠都不一致，主要因?yàn)榧庸l件不同。一般選擇原則是：以生產(chǎn)效率為主的粗超，切削角為20°?40°，現(xiàn)在超精的切削量大，油石磨損量大；以提高質(zhì)量為主的精超，切削角為5°?10°,現(xiàn)在超精研的表面質(zhì)量為最好，油石磨損量最小。油石的振動(dòng)頻率 油石振動(dòng)頻率的高低是決定超精研加工效率的關(guān)鍵因素,它的影響要比工件的轉(zhuǎn)速和油石的振幅顯著。油石振動(dòng)的目的是使每一個(gè)磨粒在各個(gè)方向都受到力,促使油石自勵(lì)。油石頻率提高,磨粒對(duì)工件的切削次數(shù)增加,頻繁的改變切削方向,有利于油石自勵(lì),切削作用增強(qiáng),所以精研超精頭的振動(dòng)頻率都朝高的方向進(jìn)展?？墒?頻率提高受到超精研磨頭、機(jī)床、與工藝系統(tǒng)的剛性及振幅的限制,所以超精研加工的頻率按照加工方式不同而不同,如粗超球軸承溝道采用300?500次/分,精超采用250?400次/分；粗超滾子軸承采用1400次/分,精超采用900次/分。油石振幅油石的振幅越大,切削作用越強(qiáng),生產(chǎn)效率越高。但振幅太大,磨粒運(yùn)動(dòng)的軌跡網(wǎng)紋變粗,無(wú)益于改善粗糙度。所以,超精研的振幅選的小一些，一般為1?3mm，粗超選的大一些。一般為3?5mm。工件的轉(zhuǎn)速工件速度增加，切削作用減弱，生產(chǎn)效率降低，對(duì)改善表面粗糙度有利?？墒枪ぜD(zhuǎn)速太大，會(huì)引發(fā)機(jī)床和工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，磨粒容易劃傷工件表面，而且上工序的粗糙磨紋和缺點(diǎn)不易消除，因此，粗超時(shí)工件轉(zhuǎn)速應(yīng)低些，通常采用15?20m/min。精超時(shí)工件圓周速度可高些，通常采用25?35m/min.油石的壓力油石作用于工件表面單位面積上的壓力越大，磨粒嵌入工件表面越深，切削量就大，加工效率就高。但壓力過(guò)大，磨粒容易脫落，切削作用一直延續(xù)下去而無(wú)光整階段，潤(rùn)滑油膜不能形成，最后影響加工質(zhì)量和效率。若是壓力太低，鈍化了的磨粒不易脫落，切削作用降低，不僅上工序留下的余量不易去除，而且油石與工件之間不易形成良好的接觸，對(duì)降低工件表面粗糙度值和提高生產(chǎn)效率不利。因此，油石的壓力要選擇適當(dāng)。超精研加工的油石壓力與工件的材料和硬度、加工方式、油石的特性，超精研切削留量、潤(rùn)滑油的黏度等有著緊密的關(guān)系。硬度高，潤(rùn)滑油黏度大，和在粗超的情形下，油石壓力應(yīng)高一些；反之，則應(yīng)低一些。一般油石的壓力在?范圍內(nèi)，粗超壓力為?，精超為?.若為一次超精，一般采用?.二.超精研的油石超精研加工時(shí)，選用什么樣的油石是十分關(guān)鍵的。油石選擇的正確與否對(duì)于加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和本錢都有專門大的影響。超精研加工為以低速、低溫、低壓的微量磨削進(jìn)程，油石在工作中不進(jìn)行修整，而要在循環(huán)加工中維持其特性，所以油石既要有切削性能，又要具有光整拋光性能，如此才能保證加工效果。1.超精研加工用的油石應(yīng)具有的特點(diǎn)a.所用的磨料要鋒利一般采用白剛玉WA和綠色碳化硅GC?從磨料特性來(lái)講，氧化鋁磨料適合抗拉強(qiáng)度高的合金鋼材料，碳化硅磨料適用于加工脆性、硬性材料。在超精研加工時(shí)，氧化鋁磨料比碳化硅磨料切削速度快，而碳化硅磨料有較好的自銳性和均勻的切削能力，微弱切削時(shí)刻較長(zhǎng)，能取得高光潔的加工表面。所以一般選用白剛玉材料粗超，綠色碳化硅磨料精超。立方碳化硅磨料類似于人造金剛石，是一種新穎磨料。以這種磨料制造的超精研油石，具有效率高、質(zhì)量好、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。當(dāng)用于貫穿超精時(shí)，一次超精能夠代替以上所述的白剛玉或綠色碳化硅油石3?4次，表面粗糙度可達(dá)《m.b?磨料的粒度要細(xì).常常利用W20?。磨料粒度的大小對(duì)表面粗糙度及生產(chǎn)有直接影響。粗粒度切削能力強(qiáng)，生產(chǎn)效率高；細(xì)粒度切削效率低，生產(chǎn)效率低，但表面粗糙度值小。用WA、V、H?N的油石加工時(shí)，粒度對(duì)工件表面的影響如下表：微粉號(hào)顆粒尺寸@m)超精加工后可達(dá)到的表面粗糙度Ra^mW2020?14W4014?10W1010?7后再做成多孔性的粗粒度油石，則能提高切削性能，增大容屑空間，知足激光有快的要求。超精研用的油石決不能混入粗粒度的沙粒，不然會(huì)劃傷工件。C?油石的組織應(yīng)疏松組織輸送，氣孔率就大，能增加容納摹寫的空間，改善優(yōu)勢(shì)的工作狀態(tài)，提高油石的切削壓力，又是不會(huì)粘屑和劃傷工件，因此切削效率高。但氣空率太大，切削自銳太強(qiáng)，油石消耗太快，光整作用差，表面粗糙度Ra值難以達(dá)到要求。所以油石氣孔性必需適當(dāng)，一般取組織號(hào)為10?12級(jí)。同時(shí)結(jié)合劑及要求牢固，又要容易自銳，一般采用陶瓷結(jié)合劑。d.油石的硬度計(jì)硬度的均勻性油石的硬度直接影響它在加工時(shí)的自銳性，硬度太低，磨粒脫落太快，在必然的磨削用量范圍內(nèi)，不能形成超精研的拋光進(jìn)程，表面粗糙度達(dá)不到要求。油石硬度太高，其工作表面容易堵塞而不起切削作用。所以，被加工表面越粗糙，又是的顆粒應(yīng)越粗，硬度應(yīng)越高；被加工材料很硬是，超精研用油石必需軟些，又是