圆柱滚子双平面研磨加工方法与工艺研究

论文摘要

精密圆柱滚子在精密工程领域发挥着重要的作用,被广泛应用于各种精密轴承中,尤其是陶瓷圆柱滚子,一直被认为是作为高速精密轴承尤其是航空发动机轴承的理想选择,并在精密轴承的应用中获得了很大的成功;它具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高速度、高韧性、长寿命、耐摩擦、高刚度、重量轻、防磁、绝缘和承受缺油润滑等优良特性,然而,加工一致性差,加工成本较高,难以获得较高圆柱度的传统加工圆柱滚子的加工方法使圆柱在各个科技领域的应用受到很大限制。为此,国内外诸多学者提出了多种研磨加工方法,然而这些方法往往会由于加工精度问题,或者机构操作控制问题,生产能力受到限制。为解决圆柱滚子研磨加工表面不均匀、加工效率低、加工一致性差等问题,本文提出了一种双平面研磨加工方法。该方法可实现一批圆柱滚子的超精密、高一致性加工,通过控制研磨盘的转速,使圆柱表面获得均匀研磨,快速修正柱形偏差,从而提高加工精度与加工效率。本文主要从圆柱表面研磨轨迹的分布,压力分配,工艺优化等方面进行研究分析。通过对双平面研磨加工方法的运动仿真,建立圆柱滚子表面加工均匀性的评价方法,分析各模型参数对轨迹均匀性的影响,并对研磨方式下各机构参数进行优化。对圆柱滚子加工的研磨工艺参数进行优化,获得最佳的工艺参数组合。并讨论加工参数对加工结果的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 圆柱滚子加工方式研究
• 1.2.2 圆柱滚子加工工艺研究
• 1.2.3 研磨去除机理
• 1.2.4 滚子加工中存在的主要问题
• 1.3 本课题的研究目标及意义
• 1.4 课题研究内容及论文框架
• 1.4.1 课题研究内容
• 1.4.2 论文结构安排
• 1.5 本章小结
• 第2章 圆柱滚子的主要质量参数及评价标准
• 2.1 圆柱滚子的表面质量及对轴承工作性能的影响
• 2.1.1 圆柱滚子质量参数
• 2.1.2 对轴承振动及噪声的影响
• 2.1.3 对轴承接触疲劳损坏的影响
• 2.1.4 对轴承摩擦力矩的影响
• 2.2 滚动轴承圆柱滚子的等级划分
• 2.3 圆柱度误差的评价及测量
• 2.3.1 最小区域法
• 2.3.2 圆柱度误差的测量
• 2.4 圆柱滚子表面质量参数的测量
• 2.5 本章小结
• 第3章 双平面研磨方式下圆柱滚子研磨仿真
• 3.1 双平面研磨方式介绍
• 3.2 双平面研磨方式下滚子的运动分析
• 3.3 ADAMS虚拟样机简介及优势
• 3.3.1 模型的建立
• 3.3.2 建模过程
• 3.3.3 仿真验证
• 3.3.4 模型仿真数据的采集
• 3.4 双平面研磨方式下研磨轨迹的研究
• 3.4.1 研磨轨迹仿真
• 3.4.2 圆度仿真
• 3.5 本章小结
• 第4章 双平面研磨方式下圆柱滚子研磨轨迹均匀性评价
• 4.1 单个圆柱滚子研磨过程
• 4.1.1 圆柱滚子误差变化过程
• 4.2 研磨动力学分析
• 4.3 研磨均匀性的评价
• 4.3.1 研磨均匀性评价方法
• 4.3.2 圆柱表面的区域划分
• 4.3.3 研磨轨迹的计算及坐标转换
• 4.3.4 研磨均匀性评价方法的实现
• 4.3.5 研磨轨迹仿真及均匀性评价
• 4.4 研磨轨迹均匀性的影响因素
• 4.4.1 转速比对研磨均匀性的影响
• 4.4.2 压力对研磨均匀性的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 双平面研磨加工的工艺实验研究
• 5.1 双平面研磨设备
• 5.2 实验工艺参数选择
• 5.3 实验设计
• 5.3.1 正交实验设计方法
• 5.3.2 参数水平的选择
• 5.4 实验数据分析
• 5.4.1 实验数据评价
• 5.4.2 实验数据计算
• 5.5 实验结果的研究及分析
• 5.5.1 平均值进行水平平均响应分析
• 5.5.2 S/N值进行水平平均响应分析
• 5.5.3 采用方差对滚子圆度、直线度和平行度影响因素的权重分析
• 5.6 研磨加工缺陷
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 研究总结
• 6.2 课题展望
• 符号说明
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果