节录：影响滚谈轴承精度、使用寿命的身分有好多，而轴承责任名义的几何粒度、组织结构对其影响至关蹙迫。作为轴承出产的临了设施——磨加工华东师范大学公共体育入口，其工艺参数获胜决定着轴承责任名义的质地，不得当的工艺参数会导致严重的责任名义变质层过火它颓势。

基于上述意志，本文在采选的6206表里套圈沟谈（责任面）进行磨削工艺试验与分析，以期获得理思的砂轮（材质、硬度、粒度）、加工步地、冷却液、磨削进给量等工艺参数，最终减少或幸免轴承责任名义的磨削变质层。

要害词：滚动轴承 磨削工艺 失效时局

1 滚动轴承的结构及失效时局

1.1 滚动轴承的结构

滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体（包括钢球、滚子、滚柱、滚针等）及保捏器等四个蹙迫部分所组成。

近代的筹商责任阐述，由于受到冷、热加工和润滑介质等身分的影响，金属零件名义层的组织结构、物理、化学性质和机械性能等往往与其心部有很大的不同，称为名义变质层。若变质层是由磨削加工引起的，就称为磨削变质层。

1.2 滚动轴承的主要失效时局

滚动轴承的主要失效时局是疲倦和磨损，而它们又老是发生在责任名义或名义层，磨削加工是滚动轴承零件的主要工序，未必致使是临了工序，试验标明，磨削变质层对滚动轴承责任名义性能影响极大，并且获胜影响并决定轴承的使用寿命。其产期望理与磨削热传入工件名义变成的局部瞬时高温及磨削力关系。

2 轴承滚谈磨削变质层

参照英国摩擦学会j•halling提议的金属精密磨削名义结构模子及形成原因，轴承磨削变质层可形成以下几种：

2.1 磨削热所形成的变质层

磨削热所形成的变质层，即名义热毁伤，包括：

①名义氧化层（20-30nm），在磨削热的瞬时高温作用下，刚的名义发生氧化作用产生的氧化层。

②毕氏层（-10nm），磨削区的瞬时高温使责任名义达到熔融景况时，熔融金属分子流涂敷在基体上形成的组织层。

③高温回火层（10-100微米），磨削区的瞬时高温可使名义一定深度（10-100微米）内被加热到回火温度以上时，该上层组织将发生相应温度的回火组织革新，硬度随之胁制。

④次淬火层，当磨削区的瞬时高温将工件名义加热到奥体化温度（ac1）以上时，在随后的冷却中又重新淬火为马氏体组织，经常伴有淬火裂纹，其次名义必定是硬度极低的高温回火层。

⑤磨削裂纹：工件名义因磨削或上层相变产生的内应力若大于该材料的强度而发生龟裂，发扬为细网状、辐照状或与磨削处所垂直的微弱裂纹。属宏不雅热毁伤。

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其中③④即平时所说的磨削烧伤或变质层，属微不雅热毁伤。小野浩二等在筹商了磨削烧伤的发生条目之后，提议磨削烧伤一般在以下条目下发生：

vl=■≥cb （1）

式中：cb——由材料和砂轮种类决定的常数。

l——构兵弧长；t——砂轮深化。

d——工件直径；d——砂轮直径。

v——砂轮速率。

公式讲明砂轮速率和构兵弧长的乘积达到一定值以上就发生磨削烧伤。砂轮粒度越细，硬度越高，cb常数就越小。所谓cb值越小便是不发生烧伤的条目畛域小，容易烧伤。因此，为瞩目磨削烧伤，聘用砂轮的粒度要顺应的粗，硬度要顺应的低，砂轮速率和构兵弧长齐不要过大。由工件材料决定的cb值见下表：

轴承工件名义除上述变质层外，还可能残留有因铸造和热惩处等热加工形成的名义贫碳软化层。

磨削加工变质层中以磨削高温回火软化变质层为最常见，其厚度随磨削加工条目而变化。

(脱手寰球大国龙腾 龙出东方 壮盛寰宇 龙腾三类调心滚子轴承 刘兴邦C E MB MA)

2.2 磨削力所变成的变质层

①冷塑性变质层②热塑性变质层③加工硬化层。

变成磨削变质层的决定性影响身分是磨削工艺过火诸影响身分。本文的主要侧重心在于聘用6206滚动轴承进行磨削工艺试验，并通过比对分析，理会磨削工艺诸身分对轴承责任名义磨削变质层的影响，优化磨削工艺，减少或排辞退义变质层。

3 磨削加工过火工艺身分

磨削加工是用高速反转的砂轮，以微小的切削深度进行精加工的一种切削加工步地，其最高出的特征是使用砂轮。砂轮是具有巨额狭窄而时局不法令的磨粒切削刃的多刃器用。因此，磨削作用不错算作是巨额磨粒切削刃群的切削作用的集中。磨削速率即砂轮的圆周速率相等大，一般为切削速率的10-50倍。是以加工温度高，加工样子易烧伤或产生磨削名义变质层。

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3.1 磨削温度

磨削温度的影响身分主要有砂轮特点、砂轮速率、砂轮深度，工件速率和工件材料特点等，淬回火钢在磨削时，在磨粒经过磨削区的刹那间（0.001s）温度可升至1000°c以上，加工名义就会引起各类热毁伤，其名义耐磨性、耐腐蚀性和疲倦强度等一系列名义特点齐变差。尤其是淬回火后的gg15轴承零件，由于材料强度高、韧性大、导热率又低、不易散热，在工件磨削名义集中的热量多，使磨削温度升高，更易于变成名义热毁伤。

3.2 工艺身分

包括：①磨削力②砂轮速率③工件速率④磨削宽度⑤砂轮切深。

这些身分将获胜影响磨削能量、磨削温度，进而影响工件的责任名义质地。

4 磨削工艺试验过火参数的聘用

磨削工艺试验的目的在于探索各磨削工艺参数对磨削名义变质层的影响，优化工艺条目，达到尽可能减少致使撤销磨削名义变质层的目的，但磨削工艺对轴承滚谈磨削名义质地的影响身分是罕见复杂的，诸如砂轮的材质、粒度、硬度、切削性能，冷却液的种类、冷却智商，工件转速，磨削进给速率以及砂轮的修整质地等齐获胜影响工件名义的磨削质地，因此，最好磨削工艺参数的试验及聘用是件复杂而细密的责任，为此，咱们磨加工试验小组应用正交试验法进行了为期半年的试验责任，试件选用量大面广的6206单列向心轴承表里圈，试验后交付洛轴所对试件责任名义质地进行分析。

4.1 磨削工艺试验的参数聘用

认为止磨削变质层为目的的磨削工艺试验，其骨子便是为止磨削加工历程中砂轮和工件的构兵面温度。凭据磨削表面分析和推算，不错从砂轮、磨削液和工艺参数这三大身分的最好聘用来筹商。

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4.1.1 砂轮的聘用

砂轮的性能关于磨削后果有至关蹙迫的影响。在践诺磨削加工中，最初要聘用好砂轮。磨粒、粘结剂、气孔是砂轮组成的三要素，它们的性质能使砂轮性能发生大幅度变化。尤其是砂轮的磨料、粒度、硬度、组织和粘结剂，是关系到砂轮磨削性能的五大身分。

①磨粒的种类和性质

在砂轮上，磨粒起着形成切削刃切除材料的作用。对磨粒的要求主如果：

a硬度高，容易切入工件材料；b有顺应的落空性，好像生息机敏的切削刃；c高温下的化学安稳性和耐磨性要好。

关于强度高、韧性好的轴承钢而言，主要适于选用氧化物系或者碳化物系的立方碳化硅等磨料。详见表3。

②砂轮的粒度和硬度

在论及公式（1）时依然谈到，为瞩目淬火轴承钢磨削烧伤，聘用砂轮的粒度应顺应的粗，硬度要顺应的低。这是因为磨削热与砂轮名义上磨料的集中时局、狠恶进程和单元时刻插足磨削的磨粒数关系。磨料太细，磨削智商变差，排屑不利，磨削热加多，易变成工件名义磨削变质层加厚，热毁伤加多。因此在保证几何精度和名义通俗度要求的前提下，宜选用粗粒度的磨料，这么对名义层磨削质地故意。

轴承钢零件磨削加工在现行工艺条目下，频频选用的砂轮硬度为zr。

4.1.2 磨削液的聘用

磨削历程中，磨削液的主要作用是：

①减少磨拉、粘合剂和切屑、加工名义之间的摩擦，起润滑作用。

②胁制磨削温度及责任温度，起获胜冷却的作用。

③撤销切屑，保护加工名义。

④有工件防锈作用。

⑤此外还有提升砂轮寿命和磨削遵循，胁制功率耗尽，达到改善磨削质地等作用。因此要求磨削液有润滑性、冷却性、防锈性和渗透性润滑。可见磨削液的聘用是很蹙迫的。不同的磨削液，其磨削后果鉴识很大，聘用得当的磨削液不错提升出产率，减少砂轮的耗尽，胁制工件名义温升，提升工件名义光洁度，减少名义磨削变质层。

一般来说，磨削液应以冷却为主，并应巨额使用。轴承出产中，主要选用水溶性磨削液，举例69-1乳化油，加适量的添加剂。

4.1.3 磨削工艺参数的聘用

正确的工艺参数聘用应包括合理的进给曲线、电主轴功率、工件线速率和砂轮线速率等。

①进给曲线

进给曲线对名义变质层影响很大。所谓合理的进给，最主要的是合理为止粗磨、精磨、光磨之间余量分派和进给速率，并应尽量裁减砂轮无进给时刻、砂轮趋近工件时刻，减少空行程和提升灵验磨削时刻。

要合理地聘用粗磨进给量，使其产生的名义磨削变质层在精磨加工中好像去除。通盘一样，精磨进给量的中式也必须依其可能产生的磨削变质层好像在以后的光磨加工中被去除为好。

同期，保证顺应的光磨时刻对保证轴承滚谈名义精度、光洁度、波纹度和为止名义变质层齐是有益的。

②电主轴功率

合理的进给曲线必须有充足的砂轮驱动电动机功率作念保证，不然将变成宽阔工件名义严重的磨削烧伤。

此外，机床的安稳性，工艺系统的刚性、飘浮等对工件名义质地齐有影响。

③砂轮速率和工件速率

据opity等东谈主的试验阻隔，跟着磨削速率的提升，磨削力减少，加工面光洁进程提升，无火花磨削时刻裁减，从而提升了磨削遵循。但凭据公式（1），砂轮速率的提升必将变成磨削温度的加多，砂轮速率和构兵弧长的乘积达到一定值（cb）以上就发生磨削烧伤。是以砂轮速率的提升对瞩目磨削名义变质层是不利的。

在高速的情况下，顺应提升工件转速以减少砂轮和工件的构兵时刻及构兵区温度，对改善名义磨削质地和提升精度是故意的。

4.2 磨削工艺试验

4.2.1 外衣圈滚谈的磨削（内圆磨）

试验在3mz 1410磨床上进行，工艺决策详情吸收切入磨，粗精一遍磨削。

①试验条目的聘用：

a电主轴：吸收洛阳轴邻筹商所产生的dz36—30电主轴，振动值小，磨削精度较高。转速吸收3万转/分，磨削速率提升到55米/秒。

b无心夹具：前支承改为圆弧浮动因循，提升了沟磨的几何精度。

②磨削工艺参数的聘用：

凭据6206轴承外衣圈的现行出产工艺，试验采选七个身分各三个水平进行正交试验

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4.2.2 内套圈滚谈的磨削（外圆磨）

工艺决策中详情内滚谈仍用切入磨，粗精一遍磨削。试验在3m137磨床上进行。该机床为精密内沟磨床，工艺系统的刚性较差，允许最猛进给速率0.9mm/min，对粗精一次磨削不通盘适合。为提升磨削质地，咱们在机床上作念了一些改良：

①改良固定砂轮的法兰盘，以便于进行整机均衡，胁制了因砂轮回击衡引起的振动。②改良无心夹具，狡计制造了圆弧举座支承，减少了舛误复映。③提升磨削速率。该机床砂轮转速为2100r/min，磨削速率为33m/s。为提升磨削智商竣事高磨速，修改了皮带轮尺寸，砂轮转速提升到3120r/min，磨削速率为49m/s。

为聘用好的磨削工艺参数，采选以四个身分各四个水平进行正交试验。见表7

测试试样的中式及试验条目见表8。

为了撤销热惩处加热名义脱碳对试验套圈名义质地的影响，磨削工艺试验用的轴承套圈一律吸收真空淬火出来。淬火时在国产最新型的zcl-75-13型指令式真空淬火炉中进行的，淬火温度为840℃，加热1.5小时，国产zz-1真空淬火油中冷却。低温回火在160℃恒温油浴中加热保温2小时。淬回火后的试件，按滚铬钢滚动轴承零件热惩处质地措施（jb1255-83）锻练，各项质地主见（包括显微组织、硬度及硬度均匀性等）均相宜措施的法令，经名义显微硬度法和金相分析法测试，其名义与心部硬度和组织均匀一致，名义质地通盘相宜磨削工艺试验的要求。

5 试验套圈名义的磨削变质层分析——显微硬度分散曲线的测试

应用克努普氏显微硬度法，选用200克负荷，在m-tertor型显微硬度计上测量磨削工艺试验的各组6206轴承套圈试件磨削名义的显微硬度分散曲线，测试阻隔于图1、图2中。

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从这些测试阻隔中较着不错看出：

①在磨削工艺参数各身分中，砂轮材质和制造质地对轴承滚谈磨削名义质地的影响是显赫的。这与磨削名义态状分析阻隔通盘吻合。在磨削工艺试验的多样材质砂轮中，以洛阳轴邻筹商所研制的微晶刚玉砂轮磨削后果较好，名义软化层深度均在40微米以下；而gb砂轮磨削的名义软化层深度在60微米支配。砂轮的粒度和硬度在试验采选的变化畛域内影响不够较着。

②在砂轮材质和质地调换的条目下，粗磨进给量对磨削名义变质层的影响亦然呈现出较着的规章性。跟着粗磨进给量的增大，其名义磨削变质层的厚度也在逐渐增大。在本试验采选的工艺条目下，粗磨进给量为1.2mm/min时往往变成较大的硬度降和较深的磨削名义变质层。精磨进给量和无进给磨削时刻在本试验中莫得发扬出较着的规章性。

③概述分析试验阻隔不错看出：本试验选试的三种冷却液比较，h-1高精度磨削液的后果较好。h-1高精度磨削液的后果比69-1防锈乳化油高一倍。由此可知，在轴承套圈出产中，在保捏现存出产遵循的前提下，提升冷却液的冷却后果是减少工件名义磨削变质层的灵验路线，也易于为出产单元所接受。

④外衣圈滚谈名义的硬度降宽阔比内套滚谈严重得多。这讲明在轴承套圈滚谈磨削加工历程中，内圆磨削加工对滚谈名义变质层的影响远较外圆磨削加工大得多。内圆磨削的砂轮直径小，构兵曲线厂、散热慢、冷却条目差，更易于变成磨削名义的局部瞬时高和蔼高温回火名义变质层。另外，中式各组不同磨削工艺的试件，进行滚谈名义态状分析及金相分析，得出了一些与上述分析较一致的阻隔

6 影响磨削变质层的工艺身分盘考

6206单列向心球轴承表里套圈责任名义的磨削工艺试验，仅为一例，但其试验步地、参数聘用、测试时期、测试阻隔与国表里不同类型轴承的试验阻隔具有较好的一致性，因此该试验对我单元尺寸接近的其他型号轴承的磨加工艺器用有率领作用。

6.1 影响磨削名义质地的主要工艺身分

分析阻隔标明，在向心球轴承滚谈磨削工艺诸影响身分中，砂轮材质、磨削进给量和冷却液的性能是影响轴承套圈沟谈名义磨削质地的主要工艺身分。举例在向心球轴承试验所选用的三种材质的砂轮中，以微晶刚玉砂轮（gw100zr1）的磨削后果最好；在冷却液的聘用上，以h-1高精度磨削液的后果最好；在磨削进给量试验中，粗磨进给量的影响最高出，宜选用较小的粗磨进给量（0.8mm/min）。这些试验分析阻隔不错说是滚谈轴承套圈滚谈名义磨削加工中带有共性的问题。

6.2 主要身分的援手

试验中还发现，影响滚谈磨削名义质地的主要身分在一定条目下是不错援手的。举例：砂轮的修整在一般情况下是作为安稳身分来筹商的，但当修整砂轮的金刚石磨损严重时，必须把砂轮修整情况的变化列为可变化的影响身分之一给以筹商。因为砂轮修整质地的着落会变成工件名义的磨削烧伤。

7 终局语

试验标明，从现存的试验和出产条目登程，采取通过试验优化现行磨削工艺，不错减小磨削名义变质层，提升磨削名义质地，进而提升轴承使用寿命，这种措施不需要加多新的精密磨床，因而投资少且收益显赫，在出产上因为选用优质gw100zr1砂轮及h-1高密度磨削液，出产遵循并未胁制，不仅轴承责任名义质地获得提升，同期胁制了噪声，精度可达z1组，使配套主机的噪声着落3—5db，受到了用户的好评，年销量加多30万套，年增利润30万元以上。

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