圓錐滾子磨加工表面粗糙度影響因素的分析

段巍

[摘 要]諸多的因素對圓錐滾子磨加工表面的粗糙度有著影響作用，本文主要就分析了四個主要的影響因素，并提出了相應(yīng)的改進措施，以保障圓錐滾子磨加工表面的粗糙度在合理的范圍之內(nèi)，希望通過本文的探究，能夠為相關(guān)的人員提供一定的參考和借鑒。

[關(guān)鍵詞]圓錐滾子 磨加工 表面粗糙度 影響因素

中圖分類號：TE387 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）04-0282-01

軸承零件的應(yīng)用年限往往會受到軸承零件表面粗糙度的影響。而影響軸承零件表面粗糙度的因素有很多，在這些因素的共同作用下，軸承零件的粗糙度會相應(yīng)的提升，從而使得軸承零件在運轉(zhuǎn)的過程中，摩擦較大，從而使得軸承零件的損壞程度加重，這樣就會縮短軸承零件的應(yīng)用壽命。而要想使得相關(guān)的軸承零件，尤其是圓錐滾子磨加工表面的粗糙度得到有效的控制，就需要采用合理的改進措施，以提高圓錐滾子的應(yīng)用效率和使用壽命。下面本文就主要針對圓錐滾子磨加工表面粗糙度影響因素進行深入的分析。

1 砂輪對滾子表面粗糙度的影響

1.1 砂輪粒度的影響

加工表面粗糙度的大小主要是取決于砂輪粒度的粗細。如果砂輪粒度較細，那么加工表面的粗糙度也就會相應(yīng)的提高。在一定的范圍內(nèi)，如果磨削以及拋光的作用較為明顯，那么磨粒就會越來越多，滾子在磨加工后，反而會會預(yù)留下很少的磨削痕跡，從而使得磨加工表面的粗糙度相對較小。然而，過細的砂輪也會使得磨加工出現(xiàn)困難，由于砂輪過細，就使得砂輪無法有效的進行碎屑的排除，從而使得砂輪被堵塞，進而就無法正常的運行。這樣的情況下，會使得砂輪在進行切削處理的過程中，相應(yīng)的功能會被削弱，磨加工表面也會越來越粗糙，嚴(yán)重影響到砂輪的應(yīng)用壽命。就這一點來說，在利用圓錐滾子進行磨加工處理的過程中，一定要對砂輪的粒度進行合理的控制，并清楚其應(yīng)用的規(guī)律，從而使得砂輪能夠得到有效的應(yīng)用，其應(yīng)用壽命也會有效的延長。

根據(jù)分析可以了解到，將砂輪的粒度控制在100-150的范圍內(nèi)，就可以使得在利用圓錐滾子磨加工的過程中，滾子的應(yīng)用效果較為理想，而磨加工表面的粗糙度也會控制在合理的范圍內(nèi)，而最佳的粗糙度范圍就是在0.13-0.20mm內(nèi)，如果超出這一范圍，那么滾子在進行加工的時候，磨加工表面的粗糙度會逐漸的增加。

1.2 砂輪硬度和結(jié)合劑的影響

如果在進行磨加工的過程中，所采用的滾子直徑相對來說過小，那么就需要合理的應(yīng)用硬度較高的砂輪，這樣可以使得磨加工能夠順利的進行。而如果在進行磨加工的時候，滾子的直徑相對來說較大，那么就需要合理的應(yīng)用硬度較低的砂輪，從而使得磨加工可以正常的開展?？梢哉f，在磨加工處理中，所選擇的滾子直徑與砂輪硬度之間呈現(xiàn)反比的關(guān)系。就相關(guān)的實驗研究可以看出，在利用直徑范圍在12mm的滾子進行磨加工處理的時候，所采用的砂輪硬度應(yīng)該是2-3等級的中軟砂輪。而如果滾子的直徑為18mm，那么所采用的砂輪最好是1級的中軟砂輪。

如果砂輪硬度太高，則磨粒在磨削過程中不易脫落，切削性能下降，不能在規(guī)定的時間內(nèi)較好地磨去一定留量，使?jié)L子的表面粗糙度變差，且表面易出現(xiàn)燒傷、螺旋紋等缺陷。如果砂輪硬度太低，磨粒的一些尖角在將要磨平時就開始脫落，脫落后的磨料又出現(xiàn)新的尖角，這些尖角的磨痕反映在滾子表面則使?jié)L子表面粗糙度變差，而且砂輪消耗較快，不經(jīng)濟。

砂輪的結(jié)合劑對加工滾子的粗糙度影響也較大，分別對陶瓷、樹脂、橡膠結(jié)合劑砂輪進行對比試驗。試驗結(jié)果表明，橡膠結(jié)合劑砂輪彈性大，在磨削過程中拋光性強，高溫作用下砂輪表面結(jié)合劑逐漸老化變脆，磨粒易脫落，自銳性好，不易產(chǎn)生燒傷，砂輪的耐用度也較理想，加工的滾子尺寸較穩(wěn)定，適用于粗、細精、終磨各工序的滾子加工。

1.3 砂輪修整的影響

金剛筆將砂輪頂角修整成70°-80°較為合適，且筆鋒應(yīng)低于砂輪中心12mm，防止修整砂輪時金剛筆尖鑲?cè)松拜唭?nèi)出現(xiàn)螺旋紋。此外，砂輪修整速度和橫向進給量與滾子加工表面粗糙度成正比。這是因為修整速度越快，金剛筆在砂輪表面走的越快，修整的砂輪表面螺旋紋越粗，砂輪磨削滾子表面的殘留面積越大，表面粗糙度值越大。徑向修整量太大，使砂輪表面磨粒不易形成微細破碎，致使部分磨料大顆粒脫落，砂輪表面微刃性和等高性差，加工的滾子表面粗糙度也差，反之則滾子表面粗糙度值降低。根據(jù)實踐，砂輪徑向修整量粗修時一般控制在0.03-0.05mm，精修在0.002—0.008mm較好，或修整砂輪時最后進行幾次無進給修整效果更佳?？v向進給量粗修時控制在0.03-0.10mm，精修時縱向進給以小為宜，無爬行為限。

2 工件徑向磨削厚度和縱向進給速

度的影響滾子在磨加工時，表面粗糙度與一次磨削厚度和磨削面積大小也有直接關(guān)系，反映在滾子上就是與滾子直徑大小有關(guān)，滾子直徑越大磨削的面積就越大，砂輪每個磨粒的載荷亦增大滾子直徑增大和砂輪的接觸弧長加長，砂輪的切削面積增大（重疊部分），磨粒所受的阻力增大，磨粒與滾子表面的摩擦加劇，單個磨粒載荷增加，表面粗糙度變差。

因此，可采取降低縱向進給速度的辦法來解決大滾子的切削厚度問題。即放慢金屬螺旋導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)速來增加磨削時間?？v向進給量太大，滾子與砂輪的磨削時問變短，參加磨削的磨粒減少，切削厚度增大。滾子表面粗糙度變差。若滾子縱向進給速度過慢，生產(chǎn)效率就會降低，且也易導(dǎo)致滾子精度變差。

3 金屬螺旋導(dǎo)輪的影響

金屬螺旋導(dǎo)輪表面的硬度，特別是粗糙度直接影響滾子磨削加工表面的粗糙度。實踐證明金屬導(dǎo)輪粗糙度應(yīng)在0.5mm以內(nèi)較好，達到Ra0.32/an更理想，硬度達到58HRC以上較好，否則，滾子粗糙度也會受到一定的影響，而且這一因素的影響又往往被人們所忽視。

4 切削液的影響

切削液對表面粗糙度值的影響可達0.05/an，使用傳統(tǒng)的96—1乳化液加亞硝酸鈉和碳酸鈉效果不理想。采用MCT環(huán)保乳化液試驗，滾子表面粗糙度值明顯降低，光亮度顯著提高（見表1），但因MTC環(huán)保乳液一次性投入的成本較大，其使用范圍受到了限制。

5 結(jié)語

就本文的分析可以看出，影響圓錐滾子磨加工表面粗糙度的因素有很多，這些影響因素的存在，嚴(yán)重的使得加工滾子表面的粗糙度變差，從而影響到圓錐滾子的應(yīng)用壽命。針對這些粗糙度影響因素，就需要合理的提出相應(yīng)的改進措施，以控制加工滾子表面的粗糙度，使得表面粗糙度可以在合理的范圍內(nèi)，這樣就不會影響到滾子的應(yīng)用效果，也可以使得滾子可以長時間的進行使用。本文主要就四個影響因素展開了分析，但影響圓錐滾子磨加工表面粗糙度的因素還有很多，還需要相關(guān)的人員進行進一步的補充和說明，以完善該課題。

參考文獻

[1] 韓宇.鐵路客車軸承滾子精密磨削在線檢測技術(shù)研究[D].河南科技大學(xué)2013.

[2] 吳文龍.軸承滾子表面疵病檢測方法的研究[D].長春理工大學(xué)2013.