深沟球轴承超精方法分析

1、沟道表面成形分析沟道表面成形分析汪燮民汪燮民深沟球轴承沟道超精深沟球轴承沟道超精之一之一2021-12-122形成理论上的圆环面形成理论上的圆环面超精的目的超精的目的n超精加工主要超精加工主要是要提高和改是要提高和改善被加工工件善被加工工件表面的微观质表面的微观质量，这些微观量，这些微观质量包括粗糙质量包括粗糙度、沟形、圆度、沟形、圆度和金属条纹度和金属条纹的走向。的走向。2021-12-123摆动超精摆动超精目前最广泛使用的方法目前最广泛使用的方法套圈按一定的速度旋转，油石套圈按一定的速度旋转，油石按一定的压力弹性地压工件加按一定的压力弹性地压工件加工表面上，并在垂直于工件旋工表面上，并在垂

2、直于工件旋转方向平面内按一定规律作往转方向平面内按一定规律作往复振荡运动的一种能够自动完复振荡运动的一种能够自动完结的光整加工方法。结的光整加工方法。F1 2 3 4 51.压紧轮压紧轮 2.套圈套圈 3油石油石 4.油石摆杆油石摆杆 5.支撑履支撑履2021-12-1246205外沟超精模型外沟超精模型D=52De=46.951D2=44.2Re=4.2油石67摆角18油石摆动中心18外圈油石假设假设: : 油石工作表面油石工作表面与沟道表面都是与沟道表面都是理论上的圆环面理论上的圆环面2021-12-125在中心位置上，沟道与油石工作面吻合在中心位置上，沟道与油石工作面吻合2021-12-

3、126向右摆向右摆18时，左侧干涉，右侧分离时，左侧干涉，右侧分离2021-12-127干涉量干涉量(1/4区域区域)约为约为0.07mm32021-12-128向左摆向左摆18时，右侧干涉，左侧分离时，右侧干涉，左侧分离2021-12-129干涉量同样约为干涉量同样约为0.07mm32021-12-1210外圈干涉区域内干涉量变化外圈干涉区域内干涉量变化(1/4区域内）区域内）沟道表面油石表面2021-12-1211油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 -182021-12-1212油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化-152021-12-1213油石自左向右摆动的变化油石自

4、左向右摆动的变化-122021-12-1214油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化-92021-12-1215油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化-62021-12-1216油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化-32021-12-1217油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化02021-12-1218油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +32021-12-1219油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +62021-12-1220油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +92021-12-1221油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化

5、+122021-12-1222油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +152021-12-1223油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +182021-12-12246205内圈超精模型内圈超精模型d=25di=31.062d2=33.8Re=4.2油石57摆角18同样假设同样假设: :油石工作表面与沟道表面油石工作表面与沟道表面都是理论上的圆环面都是理论上的圆环面2021-12-1225中间位置上沟道与油石工作面吻合中间位置上沟道与油石工作面吻合2021-12-1226向左摆向左摆18时，左侧干涉时，左侧干涉2021-12-1227干涉量干涉量(1/4区域区域)约为约为0.0

6、6mm32021-12-1228向右摆向右摆18时，右侧干涉时，右侧干涉2021-12-1229干涉量同样约为干涉量同样约为0.06mm32021-12-1230干涉区域状态（干涉区域状态（1/4）沟道表面油石表面2021-12-1231油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 -182021-12-1232油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 -152021-12-1233油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 -122021-12-1234油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 -92021-12-1235油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 -62021-

7、12-1236油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 -32021-12-1237油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 02021-12-1238油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +32021-12-1239油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +62021-12-1240油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +92021-12-1241油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +122021-12-1242油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +152021-12-1243油石自左向右摆动的变化油石自左向右摆动的变化 +18沟道表面干涉分

8、析沟道表面干涉分析汪燮民汪燮民深沟球轴承沟道超精深沟球轴承沟道超精之二之二2021-12-1245外圈外圈超精干涉模型分析超精干涉模型分析2021-12-1246油石向左摆油石向左摆18时时2021-12-1247油石厚度端面位置上的沟道轮廓线油石厚度端面位置上的沟道轮廓线2021-12-1248轮廓线相对位置轮廓线相对位置沟底Re油石厚度端面轮廓线（黄色）（非圆弧）油石厚度端面上套圈沟道轮廓线（黑色）（非圆弧）2021-12-1249发生干涉和分离的区域发生干涉和分离的区域干涉区分离区2021-12-1250发生干涉的区域发生干涉的区域2021-12-1251发生干涉的区域形状发生干涉的区域

9、形状2021-12-1252发生干涉的区域形状发生干涉的区域形状2021-12-1253发生干涉的区域形状发生干涉的区域形状2021-12-1254干涉存在的结果干涉存在的结果n发生干涉区域（型面破坏区）：发生干涉区域（型面破坏区）：n油石被沟道表面磨耗成非圆环表面油石被沟道表面磨耗成非圆环表面n油石将沟道表面磨成非圆环表面油石将沟道表面磨成非圆环表面n两者不是单独发生，实际表面形状随油石性状、两者不是单独发生，实际表面形状随油石性状、沟道表面磨削状态、接触压力的变化、加工中沟道表面磨削状态、接触压力的变化、加工中的振动、油石夹持、以及相对运动的关系等相的振动、油石夹持、以及相对运动的关系等相

10、互复映互复映n再次在极限位置（再次在极限位置（18处）接触时，是两个处）接触时，是两个非圆环表面间逐渐减小间隙到相互紧靠而相互非圆环表面间逐渐减小间隙到相互紧靠而相互成形，而非定义上的成形，而非定义上的“超精超精”过程过程2021-12-1255干涉存在的结果干涉存在的结果n分离区：分离区：n油石与沟道表面随油石摆动逐渐分离形成间隙油石与沟道表面随油石摆动逐渐分离形成间隙n此区域种无此区域种无“超精超精”存在存在n精研成圆区精研成圆区实际只存在于：实际只存在于：n油石摆动的轴向中心平面上的沟道轮廓（油石油石摆动的轴向中心平面上的沟道轮廓（油石与之始终圆弧接触）与之始终圆弧接触）n沟道径向中心平

11、面上的轮廓（油石中间沟道径向中心平面上的轮廓（油石中间18区域与之来回往复接触）区域与之来回往复接触）n假设沟道不旋转，则沟道上的研削痕迹是一个假设沟道不旋转，则沟道上的研削痕迹是一个十字（其余区域都是贴靠）。十字（其余区域都是贴靠）。2021-12-1256实际超精痕迹实际超精痕迹n理论成型痕迹仅是红色表示的十字形线理论成型痕迹仅是红色表示的十字形线n较大接触为黑色范围中的十字形区域较大接触为黑色范围中的十字形区域n由中心向边角接触越来越轻（原始干涉是最重）由中心向边角接触越来越轻（原始干涉是最重）n套圈旋转后整个沟道表面是由这些十字重叠而成套圈旋转后整个沟道表面是由这些十字重叠而成2021-12-1257超精后沟形超精后沟形Wt与沟道与沟道RaWtRan超精后的沟形越往两边破坏越严重超精后的沟形越往两边破坏越严重n越往两边粗糙度相对也越差越往两边粗糙度相对也越