轴承光整加工

轴承光整加工轴承套圈表面光整加工是指套圈的滚道，外园或端面在磨加工后进行最终的精细加工，以取得很小的表面粗糙度和很高的几何精度。滚子在高低不平（粗糙度不好的）滚道表面上转动，，将会增大轴承的摩擦力矩，引发轴承的振动与噪声，加速轴承的磨损，降低轴承的利用寿命。所以，滚道超精是提高轴承产品质量的重要工序。转动表面经光整加工后能达到的如下要求：改善工作表面的表面粗糙度转动表面的表面粗糙度对轴承寿命有直接影响，一般来讲，表面粗糙度值小，寿命就长。降低滚道圆度误差在磨滚道工序，由于一系列工艺条件的限制，不可避免的会使滚道产生圆度误差，而这些误差只有通过光整加工才能有效的减少或消除。提高滚道的几何形状精度改善滚道表面层的物理力学性能由于滚道表面在磨削时受到磨削力和高达750〜1200°C磨削热的影响，会造成滚道表层残留拉应力及二次淬火组织，此缺点层的深度达4〜6^m。因此，光整加工的目的之一，就是消除此缺点对轴承质量的影响。转动表面光整加工的余量大小取决于前工序的表面粗糙度。前工序遗留表面越粗糙，终加工时须除去的金属量就越大，不然会使光整表面遗留有粗磨痕。因此，转动表面光整技术条件规定光整加工后的表面不允许遗留粗糙磨削痕纹。工件光整加工后要达到^m,则光整前的表面粗糙度及直径上所留最小留量的数值为：光整加工前表面粗糙度@m）直径上最小留量@m）20〜2514〜1810〜12超精研特点超精研是在良好的润滑和冷却条件下，工件以必然的速度旋转，同时用细粒度的油石以较低的压力压向工件表面，而且在垂直于工件旋转方向作往复振荡运动的一种精加工方式。在转动轴承制造工艺中常把用油石进行的精加工方式称为超精研。超精研具有一系列长处：a.能有效的减少或消除圆度误差。由于油石以必然的宽度跨于工件圆周上，则波峰被切削，所以能有效地降低转动表面的圆度误差。b•能修正滚道截面（曲率）的形状误差c•能使表面具有残余压应力研究表明:表面残留应力为压应力时，转动接触疲劳寿命就高；残留应力为拉应力时，接触疲劳寿命就低；拉应力愈大，接触疲劳寿命就愈低，，反之，压应力增加时，接触疲劳寿命就会提高。超精研原理a•超精研加工的运动分析超精研加工的操作简单，但与磨削等其他加工方式截然不同，保证超精研加工的重要工艺条件是：理想的油石自锐性和合理的超精研加工的切削规范（如工件转速、油石振荡频率、油石压力等）。超精研进程一般分为粗超和精超：粗超阶段采用较低的工件转速，较高的油石摆动频率和较大的油石压力，以达到理想的生产效率；精超阶段则相反，采用较高的工件转速，较低的摆动频率和较小的油石压力以达到理想的表面粗糙度要求。b•超精研进程分析其特点是，切削进程能自动循环。当油石最与粗糙的表面接触时，接触的仅仅是工件表面上最高的波峰，因此单位表面积上的压力专门大，而且工件表面与油石之间不能形成完整的润滑膜，现在主要起切削作用。这种加工状态切削状态。在切削状态下，工件表面有无数相当明显的痕迹，表面无光泽。随着加工的进一步进行，工件表面逐渐被磨平，接触面积增加，单位面积存力下降。同时脱落的磨粒与切屑堵塞了油石表面的部份气孔；部份磨粒的切削刃开始钝化，钝化了的磨粒在工件表面上刻划或摩擦；也有部份磨粒脱落或崩碎，露出新的切削刃，又参加切削。现在的加工状态叫半切削状态。半切削状态的工件表面，切削痕迹变浅，并出现较暗的光泽。加工继续进行，工件表面大体磨平，同时油石表面的气孔被堵塞，又是形成光滑的表面，接触面积增大，单位面积存力减小。因此，润滑油膜大体形成，油石自锐性逐渐减弱，最后趋于自动停止切削，现在油石起着光整抛光作用。这种状态叫作光整状态。光整状态下的工件表面无切削痕迹，出现全面光泽，达到超精研加工的工艺要求。若是滑腻的油石与粗糙的工件表面接触，由于粗糙的工件表面破坏了油石的光滑表面，油石又恢复了它的切削性能，从而形成了切削进程的自动循环。所以，超精研加工在自动循环中，有三种加工状态，即切削状态、半切削状态和光整状态。超精研加工的工艺参数切削角e超精研加工切削作用的强弱通常常利用切削角。来表示，。是指瞬时切削速度与共建速度的夹角。切削角的大小各厂都不一致，主要因为加工条件不同。一般选择原则是：以生产效率为主的粗超，切削角为20°〜40°，现在超精的切削量大，油石磨损量大；以提高质量为主的精超，切削角为5°〜10°,现在超精研的表面质量为最好，油石磨损量最小。油石的振动频率 油石振动频率的高低是决定超精研加工效率的关键因素,它的影响要比工件的转速和油石的振幅显著。油石振动的目的是使每一个磨粒在各个方向都受到力,促使油石自励。油石频率提高,磨粒对工件的切削次数增加,频繁的改变切削方向,有利于油石自励,切削作用增强,所以精研超精头的振动频率都朝高的方向进展。可是,频率提高受到超精研磨头、机床、与工艺系统的刚性及振幅的限制,所以超精研加工的频率按照加工方式不同而不同,如粗超球轴承沟道采用300〜500次/分,精超采用250〜400次/分；粗超滚子轴承采用1400次/分,精超采用900次/分。油石振幅油石的振幅越大,切削作用越强,生产效率越高。但振幅太大,磨粒运动的轨迹网纹变粗,无益于改善粗糙度。所以,超精研的振幅选的小一些，一般为1〜3mm，粗超选的大一些。一般为3〜5mm。工件的转速工件速度增加，切削作用减弱，生产效率降低，对改善表面粗糙度有利。可是工件转速太大，会引发机床和工艺系统的振动，磨粒容易划伤工件表面，而且上工序的粗糙磨纹和缺点不易消除，因此，粗超时工件转速应低些，通常采用15〜20m/min。精超时工件圆周速度可高些，通常采用25〜35m/min.油石的压力油石作用于工件表面单位面积上的压力越大，磨粒嵌入工件表面越深，切削量就大，加工效率就高。但压力过大，磨粒容易脱落，切削作用一直延续下去而无光整阶段，润滑油膜不能形成，最后影响加工质量和效率。若是压力太低，钝化了的磨粒不易脱落，切削作用降低，不仅上工序留下的余量不易去除，而且油石与工件之间不易形成良好的接触，对降低工件表面粗糙度值和提高生产效率不利。因此，油石的压力要选择适当。超精研加工的油石压力与工件的材料和硬度、加工方式、油石的特性，超精研切削留量、润滑油的黏度等有着紧密的关系。硬度高，润滑油黏度大，和在粗超的情形下，油石压力应高一些；反之，则应低一些。一般油石的压力在〜范围内，粗超压力为〜，精超为〜.若为一次超精，一般采用〜.二.超精研的油石超精研加工时，选用什么样的油石是十分关键的。油石选择的正确与否对于加工质量、生产效率和本钱都有专门大的影响。超精研加工为以低速、低温、低压的微量磨削进程，油石在工作中不进行修整，而要在循环加工中维持其特性，所以油石既要有切削性能，又要具有光整抛光性能，如此才能保证加工效果。1.超精研加工用的油石应具有的特点a.所用的磨料要锋利一般采用白刚玉WA和绿色碳化硅GC•从磨料特性来讲，氧化铝磨料适合抗拉强度高的合金钢材料，碳化硅磨料适用于加工脆性、硬性材料。在超精研加工时，氧化铝磨料比碳化硅磨料切削速度快，而碳化硅磨料有较好的自锐性和均匀的切削能力，微弱切削时刻较长，能取得高光洁的加工表面。所以一般选用白刚玉材料粗超，绿色碳化硅磨料精超。立方碳化硅磨料类似于人造金刚石，是一种新颖磨料。以这种磨料制造的超精研油石，具有效率高、质量好、寿命长的特点。当用于贯穿超精时，一次超精能够代替以上所述的白刚玉或绿色碳化硅油石3〜4次，表面粗糙度可达《m.b•磨料的粒度要细.常常利用W20〜。磨料粒度的大小对表面粗糙度及生产有直接影响。粗粒度切削能力强，生产效率高；细粒度切削效率低，生产效率低，但表面粗糙度值小。用WA、V、H〜N的油石加工时，粒度对工件表面的影响如下表：微粉号颗粒尺寸@m)超精加工后可达到的表面粗糙度Ra^mW2020〜14W4014〜10W1010〜7后再做成多孔性的粗粒度油石，则能提高切削性能，增大容屑空间，知足激光有快的要求。超精研用的油石决不能混入粗粒度的沙粒，不然会划伤工件。C•油石的组织应疏松组织输送，气孔率就大，能增加容纳摹写的空间，改善优势的工作状态，提高油石的切削压力，又是不会粘屑和划伤工件，因此切削效率高。但气空率太大，切削自锐太强，油石消耗太快，光整作用差，表面粗糙度Ra值难以达到要求。所以油石气孔性必需适当，一般取组织号为10〜12级。同时结合剂及要求牢固，又要容易自锐，一般采用陶瓷结合剂。d.油石的硬度计硬度的均匀性油石的硬度直接影响它在加工时的自锐性，硬度太低，磨粒脱落太快，在必然的磨削用量范围内，不能形成超精研的抛光进程，表面粗糙度达不到要求。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，又是的颗粒应越粗，硬度应越高；被加工材料很硬是，超精研用油石必需软些，又是