磨削加工对滚动轴承套圈工作表面的影响和解决方式
减缓轴承套圈沟道磨削烧伤的探讨
ａ ｄ ｈ ａ－ ｒ ａｍｅ ｔ ｕ ｒ ｑ ｅ ｔ ｅｅ ｍｉ ｅ ｙ ｔ ｅ ｇ ｉ ｄ ｎ ｒ ｃ ｓ ． ｈ ｙ ｅ ｅ ｍｉ ｅ ｅａ ｅ ｎ ｅ ｔ ｔｅ ｔ ｎ ，ｂ ｔｆｅ ｕ ｎ ｌ ｄ ｔ ｒ ｎ ｄ ｂ ｈ ｒ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｔ ｅ ｈ ｐ ￣ｈ ｒ ａ ｇ ｎ ｒ ｔｄ ｙ ｎ
ｂ ｒｎ ｉ ｇ ｃ ｎ ｃ ｕ ｅ ｌ ｃ ｌｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｉｅ ｙ ｇ ｉ ｄ ｎ ａ ａ ｓ ｏ ａ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｒｓ ，ｗｈ ｃ ｌ ｍａ ｅ ｔ ｕ ａ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｉｈ ｍｏ ｅ ｅ ｕ ｉ ｈ ｗｉｌ ｋ ｈｅ ｓ ｒ ｃ ｅ ｅ ｏ ｎ ｏ ｇ ｎ ｏ ｓ ｆ
５月
文章 编号 ：１ ０ ・３ ２（ ０ ）０ －０ ２０ ０ ６７ ０ ２ １ Ｉ ２０ ５ －４
减 缓 轴承套 圈沟道磨 削烧伤 的探讨
肖容美 ，李辛沫
（ 邑 大 学 机 电 工程 学 院 ，广 东 江 门 ５ ９ ２ 五 ２ ０ ０）
摘要 ： 轴承套 圈沟道磨 削加 工 时产生的高温会 造成磨 削工件表 面局 部升 温而形成不均一的组织
根 据 以上 试验 结 果 可 以发 现 ：在 轴 承磨 削加 工 的过程 中 ，在 进 给量 厂保 持不 变 的条件 下 ，如果 速 度 比 ａ过低 或者 过 高 均 容易 导 致轴 承套 圈沟道 表 面烧伤 ，而且 表 面质 量较 差 ．特别 是 当速度 比 口 的数值 很小 时 。沟道 表 面烧 伤 最 为严 重 ，只有 当速 度 比 口在 ４ —５ ５ ５时 ， 可 以减少 烧 伤并 能获得较 才 好 的表 面质 量 ．另外 ， 当 件在 ４ ０—５ ｍｉ ，工 件表 面质 量 几乎 无 变化 ，但 件继续加 大后 ， ５ ｍ／ ｎ时 工 件的磨 削表 面粗 糙 度 变 化加 剧 且其 数 值 总体 增加 ，温度 升高 ，烧伤 加 深 ．需要 说 明 的是 ，判断烧 伤程 度 主要依 赖 观察 法 ，一般 常 见 的烧 伤颜 色最 初是 浅 黄色 ，随着烧 伤 程 度 的加剧 ，颜 色会 逐渐加
轴承工作表面变质层的磨削工艺因素分析
式 中 ： ｂ — 由材 料和砂 轮种 类决定 的常数 。 Ｃ—
Ｉ — 接触 弧 长 ： —砂 轮深 切。 — ｔ —
ｄ —— 工件 直径 ； — — 砂 轮直径 。 Ｄ ｖ一 砂轮 速度 。 ＿ １滚动轴承的结构及失效形式 公 式说 明砂 轮速 度和 接触 弧 长 的乘积 达 到 一 定值 以 １１ 滚动 轴承 的结 构 ． 硬 Ｃ 滚动 轴承 一 般 由内圈 、 圈、 动体 （ 括 钢球 、 外 滚 包 滚子 、 上就 发生 磨 削烧 伤。砂 轮 粒度 越 细 ， 度越 高 ， ｂ常 数就 越 小。 谓 Ｃ 所 ｂ值 越小 就是 不发 生烧 伤 的条件范 围小 ， 容易 滚柱 、 针等 ） 滚 及保 持器 等 四个 重要部 分所 组 成。 为 选 近代 的研 究 工作 证 实 ， 由于 受到 冷 、 加 工 和 润 滑 介 烧 伤 。 因此 ， 防止 磨 削烧 伤 ， 择砂 轮 的粒 度 要 适 当 的 热
关键词 ： 滚动 轴 承 磨削工艺 失 效 形 式
硬 砂 质 等 因素 的影 响 ， 属零 件表 面 层 的组 织结 构 、 金 物理 、 学 粗 ， 度要 适 当的低 ， 轮速 度和 接触 弧长都 不要 过 大。由 化 ｂ值 见 下表 ： 性质 和 机 械性 能等往 往 与其 心部 有 很大 的 不 同 ， 为表 面 工 件材 料决 定 的 Ｃ 称
滚 动 轴承 工作 表 面 性 能影 响极 大 ， 而且 直接 影 响并 决定 轴 承 的 使用 寿命 。 产 生机理 与 磨削热 传入 工件 表 面造 成 的 和 热 处理 等热加 工形 成 的表面 贫碳软 化层 。 其 磨 削加 工 变质 层 中以 磨 削高 温 回 火软 化 变质 层 为最 局 部 瞬 时高温 及磨 削力 有 关。
轴承套圈磨超加工技术发展状况
轴承套 圈磨超 加工 技术发展状 况
口
摘
王世 锋
。
要 ：回 顾 了 国 内外 轴 承 套 圈 加 工 技 术 的 历 程 ， 析 了 套 圈磨 削 加 工 和 超 精 研 加 工 中所 使 用 的 各 种 先进 技 术 分
超 精 加 工
以
及工艺参数 对加 工效率和工件 表面质量的影响 ， 出了套 圈超精加工的发展趋势。 指
（ ） 速 磨 削技 术 １高
高速 磨 削 能实 现 现 代 制造 技
术 追 求 的 两 大 目标 ： 高 产 品 质 量 和 劳 动 效 率 。 践 证 提 实
明 ： 将 磨 削 速 度 由 ３ ｓ提 高 到 ５ 若 ５ｍ／ ０～６ ０ ｍ／ｓ时 ， 一
般 生 产 效 率 可 提 高 ３ ％ ～６ ％ ， 轮 的 耐 用 度 提 高 约 ０ ０ 砂
调 整 方 便 性 、 控 化 和 自动 化 。 数
０ ７～１ ， 件 表 面 粗 糙 度 值 降 低 ５ ％ 左 右 。 ． 倍 工 ０
一
般磨 削速 度达 到４ ５ｍ／ｓ以 上 称 为 高 速 磨 削 。 国
内 以 洛 阳 轴 承 研 究 所 上 世 纪 ８ 年 代 研 制 的 Ｚ Ｓ８ １ ０ Ｙ 一１ 全 自动 轴 承 内 圆 磨 床 为 代 表 ， 先 在 国 内 轴 承 行 业 套 圈 率 磨 削 加工 中应 用高速 磨 削技 术 ， 功研 制 了高 刚度 、 成 高 转 速 、 功 率 电 主 轴 及 高 速 砂 轮 。 国外 高 速 磨 削 早 巳 大 而 广 泛 应 用 ， 随 着 广 泛 采 用 高 磨 削 比 、 耐 用 度 的 超 硬 并 高 磨料如 Ｃ ＢＮ， 轮 磨 削 线 速 度 已 达 ８ 砂 ０～１ ０ ｍ／ ， 至 ２ ｓ甚 更 高 。 ： 国 Ｍｉｒｓ 、 如 德 ｋｏ ａ 日本 ＫＯＹＯ公 司 的 无 心 磨 床 、 日本 Ｔ ＯＹＯ公 司 的 轴 承 内 圆 磨 床 等 ， 表 面 磨 削 砂 轮 外 线 速 度 达 １ ０ｍ／ｓ 内 表 面 磨 削 线 速 度 达 ６ ２ ， ０～８ ｓ ０ｍ／ 。 增 大砂 轮 驱 动 系统 的功 率 和 提 高 机 床 的 刚性 ， 是 实 现 高速 磨 削 的 重要 措 施 ， 其 中高 速 主轴 单 元 是高 而 速磨 床最 为关 键 的部 件 ， 称 机床 的“ 脏 ”洛 阳轴 承 俗 心 。 研 究 所 研 制 的 ＤＺ、 ＧＤＺ、 ＧＤＺ系 列 电 主 轴 在 行 业 大 面 ２ 积应 用进 一步 证 明这一 点 。
工件加工常见五大缺陷的解决方案
工件加工常见五大缺陷的解决方案
在数控磨床加工行业，常见的内圆磨削加工有轴承套圈内圆加工、齿轮内圆加工、柱塞泵缸体内圆加工等，那么这些数控内圆磨床加工出的工件常见的缺陷有哪些？到底是什么原因会产生这样的工件加工缺陷？怎么解决机械加工缺陷？
工件加工缺陷1——圆度超差
产生原因及解决方法：
（1）床头的主轴轴承回转精度超差
（2）工件毛坯精度超差，吃刀又过大
（3）工件装夹有变形
（4）工件热变形
（5）砂轮切削性能差或者不锋利
工件加工缺陷2——圆柱度超差（锥度）
产生原因及解决方法：
（1）工件旋转轴与工作台运动方向不平行
（2）工件和砂轮间的弹性变形发生变化。
保持砂轮锋利状态
（3）砂轮往复行程和换向停留时间选择不当，往复行程应该向锥孔小的一端方向延伸
工件加工缺陷3——圆柱度超差（鼓形或鞍形）
产生原因及解决方法：
（1）工作台在水平方向运动精度不好
（2）砂轮往复行程和换向停留时间选择不当。
向困孔两端加大往复行程能纠正腰鼓形缺陷，向孔两端缩小往复行程能纠正缺陷
工件加工缺陷4——表面烧伤
产生原因及解决方法：
（1）工件和砂轮接触面积太大，冷却不充分
（2）砂轮太硬或者粒度太细
（3）砂轮修的过细，不锋利或者砂轮太钝
（4）切削用量过大或者工件速度过低
（5）磨削液不充分
工件加工缺陷5——其他表面缺陷（拉毛划伤等）
产生原因及解决方法：
（1）切削液不清洁
（2）砂轮硬度太软
（3）工件对砂轮磨料不适应。
滚动轴承套圈数控车削缺陷分析及改进措施
序言目前，国内轴承行业的轴承套圈已经采用先进的数控车削加工技术。
生产实践中发现，轴承套圈在数控车削加工过程中，由于受到各种因素的影响，加工出来的工件不仅达不到规定的技术要求，还会出现各种各样的质量问题，从而造成不合格品甚至废品。
因此，必须进行质量分析，找出质量问题产生的原因，采取相应的纠正预防措施。
滚动轴承套圈数控车削加工过程中的常见缺陷有：车刀纹粗大、垫伤、漏工序、工件放偏、车削瘤、滚道留筋、振纹、倒角异常、挡边低及崩刀等。
有些缺陷出现在表面，很容易被发现，例如车刀纹粗大、漏工序等，可以将缺陷件挑出来后进行返工，经检验合格后流转至下道工序；有些缺陷如垫伤、倒角异常及挡边低等，必须将缺陷件挑出来做报废处理；另外一些缺陷，例如工件放偏、车削瘤及滚道留筋等，不容易被发现，若流入下道工序，则会带来质量隐患，甚至会导致产品报废。
下面以实例分析方式，对滚动轴承套圈数控车削加工过程中产生的缺陷进行原因分析并加以整理归纳，提出相应的改进措施。
缺陷分析与改进措施2.1 工件车刀纹粗大轴承套圈车削完成后，发现端面有非常明显的粗大车刀纹（见图1）。
产生这种缺陷的主要原因是车削刀具选用不合理，如刃口形状、角度不正确（如刀头太尖等），甚至刃口有缺陷；进刀速度快，进给量选择不合理；主轴的间隙大，车削过程中产生振动；材料硬度不合格，如果套圈锻件太硬或太软，则也会出现刀纹粗大问题。
图1端面车刀纹粗大针对该问题采取的改进措施如下。
1）选择合适的车削刀具、合理的进刀速度，调整机床主轴间隙在合适的范围。
2）要求轴承套圈锻件球化退火后硬度在合格范围之内（如GCr15轴承钢退火硬度为8 8～94HRB），这样可避免因硬度不合格而导致的车削刀纹粗大问题。
3）改善机床的刚度，避免机床、工件及刀具在车削过程中产生振动。
4）对于端面有明显车刀纹的轴承套圈，挑出来做报废处理，决不能流入下道工序。
2.2 工件垫伤数控车削后的轴承套圈端面或外径某部位有明显的凹坑，称为车削垫伤。
磨削加工对滚动轴承套圈工作表面影响与措施
磨削加工对滚动轴承套圈工作表面影响与措施摘要：在中国工业企业生产过程中离不开机械设备，而轴承质量对其是否良性运转起到了决定性作用，可见轴承作为各种机器设备中所安装的零部件是不可忽视的。
在生产轴承以及加工过程中，需要经历多个工序，最后的环节，也是最为重要环节则为磨削工艺，会在很大程度上影响滚动轴承工作表面。
操作磨削工艺技术的过程中，由于各种因素存在影响轴承表面，对于此要采取必要技术措施解决。
本论文着重于研究磨削加工影响滚动轴承套圈工作表面具体情况以及需要采取的技术措施。
关键词：滚动轴承；磨削加工；套圈工作；表面；影响因素；技术措施引言：滚动轴承套圈工作表面有两个滚道，即内滚道和外滚道，滚道表面如果存在质量问题，会对轴承的可靠性产生一定影响，甚至缩短使用寿命。
滚动轴承零件生产过程中，磨削加工作为最后一道工序，也是决定轴承质量的重要环节，其会对滚动轴承工作表面产生不良影响，导致其性能不能发挥出来[1]。
当滚道经过磨削之后，改变了表面层的几何形状，金相组织发生变化，化学性能以及物理力学性能不符合要求，整机运行就会受到影响，工作系统不再具有可靠性。
一、形成磨削变质层的机理进行磨削加工的过程中，砂轮回转速度飞快，切削深度非常微小。
这种切削方法有很高精确度，其所具备的一个重要特征是将砂轮作为工具。
砂轮本身是多刃刀具，切削刃上的磨粒微细，而且形状各异，都是不规则的，这就使得每一个磨粒都可以作为切削刃，其中负前角比较多，所以有很大磨削力。
在进行磨削的时候，砂轮运转过程中产生切削力作用于滚道表面，产生挤压，此时还会产生摩擦力。
特别是挤压和摩擦力作用，会在滚道表面形成塑性变形层，有很强方向性，同时还会有加工硬化层。
砂轮快速磨削，磨粒在磨削区短时间内经过，就会有磨削热产生，如果砂轮没有很好的导热性，切削液就不会进入到磨削区，这些热量向工件传输，工件表面呈现高温状态，可以达到800摄氏度，甚至超过1000摄氏度，这样就严重影响轴承滚道表面的金相组织，因此产生变化，残余应力也会改变，滚道表面质量有所变化。
浅谈圆锥滚子轴承滚道过、欠磨对寿命的影响及纠正措施
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浅谈圆锥滚子轴承滚道过、欠磨对寿命的影响及纠正措施
作者：宋世新
来源：《农家科技下旬刊》2019年第09期
圆锥滚子轴承在加工中会出现因各种原因导致的滚道有缺陷的情况，造成滚道成品后尺寸过磨。
为保证正常配套，会通过一些措施来进行挽救。
常做的就是内（外）滚道过磨，调整外（内）滚道给予挽救，这样就能保证整体装配高满足要求，而且检测旋转精度也符合要求。
上述的说法有一定的误区，该措施不符合设计理念的要求。
从设计角度来看，滚动体沿滚道回转，其回转中心必须在回转中心线上（见图1），此时，滚动体的运动方式为纯滚动，摩擦最小。
当内滚道过、欠磨时，其回转中心偏离回转中心（见图2），此时滚动体的运转方式为滚动摩擦同时夹杂滑动摩擦，当过、欠磨尺寸越大，滑动的越严重，对轴承的使用寿命影响越大。
在生产中出现这样的问题时，将零件报废，影响交期，利用，影响使用寿命。
采用什么方式能够既不影响使用寿命也不影响交期呢？下面就来简单的介绍一下。
正常狀态下，内滚道母线延长线与轴线相交于O点，当内滚道过磨时，滚道母线延长线
与轴线交于O’点，必须使外滚道和滚子的母线延长线也交于O’点，此时才能保证滚动体是纯滚动摩擦。
通过这样的简单调整，对于过、欠磨量不大的产品，既满足了设计的要求，保证了产品的使用性能，又能够保证生产周期，两全其美。
轴承表面磨削缺陷原因及对策分析介绍
轴承表面磨削缺陷原因及对策分析介绍
轴承在磨加工过程中，其工作表面是通过高速旋转的砂轮进行磨削的，因此在
磨削时如果不按作业指导书进行操作和调整设备，就会在轴承工作表面出现种种缺陷，以致影响轴承的整体质量。
轴承在精密磨削时，由于粗糙要求很高，工作表面出现的磨削痕迹往往能用肉眼观察到其表面磨削痕迹主要有以下几种。
表现出现交叉螺旋线痕迹
出现这种痕迹的原因主要是由于砂轮的母线平直性差，存在凹凸现象，在磨削时，砂轮与工件仅是部分接触，当工件或砂轮数次往返运动后，在工件表现就会再现交叉螺旋线且肉眼可以观察到。
这些螺旋线的螺距与工件台速度、工件转速大小有关，同时也与砂轮轴心线和工作台导轨不平行有关。
（一）螺旋线形成的主要原因
1.砂轮修整不良，边角未倒角，未使用冷却液进行修整；
2.工作台导轨导润滑油过多，致使工作台漂浮；
3.机床精度不好；
4.磨削压力过大等。
（二）螺旋线形成的具有原因
1.V形导轨刚性不好，当磨削时砂轮产生偏移，只是砂轮边缘与工作表面接触；
2.修整吵轮时工作台换向速度不稳定，精度不高，使砂轮某一边缘修整略少；
3.工件本身刚性差；
4.砂轮上有破碎太剥落的砂粒和工件磨削下的铁屑积附在砂轮表面上，为此应
将修整好的砂轮用冷却水冲洗或刷洗干净；
5.砂轮修整不好，有局部凸起等。
轴承套圈表面残余应力与变质层的形成机理
轴承套圈磨削表面残余应力与变质层的形成机理摘要：本文主要分析了轴承套圈表面残余应力与变质层的形成机理，分类及具体分析，以确保轴承加工质量。
关键词：残余应力；塑性变形；热应力；相变应力；变质层；磨削液1.磨削表面残余应力的形成机理磨削表面残余应力主要由磨削时的塑性变形、热应力和相变应力三者综合作用所形成，其中热应力的影响最大。
1.1塑性变形磨削时，由于砂轮磨粒微刃在很多情况下，具有大的负前角，导致工件表层材料的局部塑性变形非常严重。
在磨粒微刃划过的表面部分上，沿磨削方向产生压缩塑性变形，从而产生拉应力；而在垂直于磨削方向出现拉伸塑性变形，从而产生拉应力。
另外，砂轮作用于被加工表面的法向分力和由此产生的摩擦分力一起对被加工表面产生挤光作用。
当磨料微刃不锋利或切削条件恶劣时，挤光作用的影响更为明显。
挤光作用会使得磨削表面产生压应力。
1.2热应力磨削时，由于强烈的挤压塑性变形与摩擦而产生很大的摩擦热，致使工件表层材料与基体材料产生很大温差。
温度高的表层材料由于体积膨胀，会收到温度低的基体材料的阻碍，从而产生压应力。
当表层应力超过材料屈服极限时，将使表层材料发生压缩塑性变形。
磨削完毕后，当表层温度下降至与基体材料温度一致时，材料体积又收缩，再受到基体材料的牵制，因而使表层材料产生残余拉应力。
1.3相变应力磨削时，若工件表层温度大于材料相变温度，则表层组织将发生相变。
由于各种金相组织的体积不同，从而产生不同应力。
若表层材料相变后膨胀（如经奥氏体后又转变为马氏体），则表层产生压应力，基体材料产生拉应力；相反，若表层材料相变后压缩（如从马氏体转化为屈氏体或索氏体），则表层产生拉应力，基体材料产生压应力。
另外，磨削时，由于磨削液的作用，磨削表层在冷却过程中会产生一个降温梯度，它与热应力的影响刚好相反，可以减缓由热应力造成的表层拉应力。
磨削区的温度越高、磨削液的冷却系数越大时，表层下的温差越大，对热应力造成的残余应力的降低也就越明显。
轴承套圈磨加工外观质量的分析与控制
轴承套圈磨加工外观质量的分析与控制摘要：中、轻系列轴承套圈在托辊炉淬火加工时变形较大，为获得合格的形状、尺寸和精度，磨削加工可以用来提高零件加工精度，增加零件的使用寿命，为保证零件的质量，提高零件的加工精度，磨削工艺也在日新月异的发展，本文对轴承套圈磨加工外观质量的分析与控制进行探讨。
关键词：滚动轴承；套圈；热处理；外观质量1磨削热产生的原因及分析磨削加工是使用磨料来切除零件多余材料的加工方法，磨削中大量的磨削热将会软化轧辊表面，使其塑性增加，有利于磨屑的形成。
但对被磨削面质量、磨床机床会有不利的影响。
对磨削表面的影响主要表现在工件表面质量和加工精度两方面。
磨削的高温会使工件表面层金相组织发生变化。
当磨削温度未超过工件的相变温度时，工件表面层的变化主要决定于金属塑性变形所产生的强化和因磨削热作用所产生的恢复这两个过程的综合作用，磨削温度可以促使工件表面层冷作硬化的恢复；如果磨削温度超过了工件金属的相变临界温度，则在金属塑性变形的同时，还可能产生金属组织的相变。
磨削的瞬间温度过高而且集中在工件表面层的局部部位，将造成工件表面层金相组织的局部变化，这种变化叫磨削烧伤。
烧伤现象将引起工件表面层机械性能下降，主要是降低工件硬度和耐磨性。
磨削烧伤可分为两类：第一类是指工件磨削温度尚未达到工件材料的临界温度，仅仅使工件表面层产生回火现象，这时表面层金相组织出现回火层。
第二类是指工件磨削温度超过工件材料的临界温度，在通过磨削区时由于急速冷却而产生二次淬火现象，此时表面层的金组织由回火层和二次淬火形成的索氏状、托氏体组成。
更高的瞬时磨削温度在磨削过程和冷却过程中造成工件表面层与母体金属很大的温度差，形成很大的热应力。
如果热应力超过材料的强度，就会使工件产生磨削裂纹，特别是在工件冷却过程中，如果表面层与母体金属有较大的温度差，那么表面层就会形成很大的拉应力，并保持位伸残余应力，甚至产生表面裂纹。
裂纹的存在，哪怕是十分细小的微裂纹，也会极大地降低工件的疲劳强度，大大缩短工件的使用寿命。
磨加工产生磨伤的原因分析及解决方法
磨加工产生磨伤的原因分析及解决方法作者：王新江来源：《中小企业管理与科技·下旬》2010年第11期摘要:轴承套圈在磨削加工中,特别是沟道磨削时,烧伤对套圈的影响是致命的,加工时磨削区域瞬时温度可达到800-1500℃,如果散热不好,在工件的表层发生二次淬火及高温回火,降低工件使用寿命。
关键词:磨削热烧伤使用寿命。
0 引言在轴承生产过程中,经常出现磨削烧伤问题,产品出现烧伤后将影响轴承的使用和寿命下降,严重的将导致机械部件的损坏及造成重大安全和人身事故,因此,解决磨削烧伤问题是保证轴承质量的关键项目。
1 烧伤产生机理轴承套圈在磨加工中,由于磨粒对工件的切削、刻划和摩擦作用,使金属表面产生塑性变形,由工件内部金属分子间相对位移产生内摩擦而发热;砂轮切削时,相对于工件的速度很高,与工件表面产生剧烈的外摩擦而发热,又因为每颗磨料的切削都是瞬间的,其热量生成也在瞬间,又不能及时传散,所以在磨削区域的瞬时温度较高,一般可达到800～1500℃,如果散热措施不好,很容易造成工件表面的烧伤,也就是在工件的表层(一般有几十微米到击败微米)发生二次淬火及高温回火,破坏了工件表面的组织,肉眼可以看出严重的烧伤。
表面出现严重的焦黄色或黑色氧化膜,轻微的烧伤则要用稀释的酸性溶液来浸蚀才能观察出来,烧伤部位呈黑色。
烧伤会降低工件的使用寿命。
2 烧伤种类及产生原因2.1 在实际生产中有以下具体因素可造成烧伤:①工艺系统振动、机床振动和液压系统压力不稳。
在振动瞬间会增大磨削量,造成烧伤,此时烧伤沿工件表面呈振纹分布,也叫振纹烧伤。
②砂轮修整不良、使磨料不锋利,造成烧伤,此时烧伤沿砂轮磨痕分布,也叫划痕烧伤。
③无心夹具吸力不足或支承松动,工件会产生瞬间滑动,会引起烧伤。
④磨削量不均匀,磨削厚度不一致,会产生局部烧伤。
⑤砂轮过硬,进给量过大、工件转速过高(工件速度过高会降低砂轮的切削能力)会使工件表面产生均布烧伤。
2.2 各工序产生烧伤的主要原因2.2.1 平面磨削平面工序如在立式单头磨床上磨平面时,在正确执行操作规范的情况下,有以下几种因素会引起烧伤。
磨削加工对滚动轴承套圈工作表面影响与措施
磨削加工对滚动轴承套圈工作表面影响与措施摘要：本文主要分析磨削加工对滚动轴承工作表面影响，磨削变质层形成的机理，分类及减少或消除滚道表面变质层的措施，以确保轴承加工质量。
关键词：滚动轴承；工作表面；变质层；形成机理；措施；砂轮；磨削工艺参数；磨削液滚动轴承套圈的工作表面主要是内外滚道，滚道表面质量的好坏直接影响轴承的使用寿命和可靠性，磨削加工是滚动轴承零件加工的重要工序，甚至是最后工序，它对滚动轴承工作表面性能影响较大，主要表现在滚道磨削后，易引起滚道表面层几何形状、金相组织、物理力学性能和化学性能等方面的改变。
如磨削后滚道表面金相组织、残余应力、冷作硬化等导致轴承早期失效，影响整机或工作系统的可靠性。
因此磨削加工对轴承工作表面的质量起着重要作用。
磨削加工中，由于磨削力和磨削热的作用，使滚道表面层组织、力学性能等与心部基体有很大不同，该表面层称为磨削变质层，本文重点分析磨削加工对滚道磨后的变质层的影响。
1 磨削变质层形成的机理磨削加工是用高速回转的砂轮，以微小的切削深度进行精加工的一种切削加工方法，其最突出的特征是使用砂轮。
砂轮是具有大量微细而形状不规则的磨粒切削刃的多刃刀具，每一个磨粒就相当于一个切削刃，大多磨粒的切削刃为负前角，因此，磨削力较大。
在磨削过程中，滚道表面将受到砂轮的切削力、挤压和摩擦力的作用。
尤其是后两者的作用，使滚道表面形成方向性很强的塑性变形层和加工硬化层。
同时，由于砂轮的磨削速度非常高，磨粒经过磨削区的时间极短，砂轮和工件在磨削区内产生大量的磨削热，由于砂轮的导热性差，切削液不易进入磨削区，绝大部分热量传入工件，使工件表面局部温度迅速上升，有时高达800～1000℃，甚至更高，它必然导致轴承滚道表面金相组织和残余应力发生变化，造成滚道表面变质。
尤其对淬火的轴承钢套圈磨削加工时，由于轴承钢强度高、韧性大，导热率又低，不易散热，在工件磨削表面聚集的热量较多，使磨削温度升高，更易造成种种表面热损，所以磨削加工温度越高，越易使滚道表面产生磨削变质层或烧伤。
磨削加工对滚动轴承套圈工作表面的影响和解决方式
例如 ： Ｇ Ｍ Ｙ 一 ３ 磨削液 。 在进行冷却时 ， 保证磨 削液在一 所去 除； 其三 ， 高温 回火层 。 磨 削位 置的瞬间高温可 以让滚动轴承 的表 合 成的磨 削液 ， 防 面被 加热至回火温度 ． 使轴承表 面的温度 同回火组织进行转 变 ． 温度 定 的流量及压力程度下浇筑到磨削位置上 ．进而发挥降温 的作用 ．
零部件 。 因此可以说 ， 轴承的质量 同我 国工业生产之 间存在 密切 的关联 。 在进行轴承生产、 加 工过程 中， 包含很 多环 节， 其 中， 磨 削加工是整体流 程 的最终 工序 ， 影 响着滚动轴承 的工作 面。本文 简要论述 了形成磨 削变质层的原理 ， 探 讨 了滚道表面变质层 的特 点及 类别 ， 并提 出相 应的处理 措施 ， 目的在 于进 一步提 高滚动轴承的 生产 、 加工质量 ， 保证机械设备的安全 、 稳定运转。
【 关键词 】 磨 削加 工； 滚动轴承 ； 套 圈； 工作表 面； 影响 ； 处理方式
在工业生产 中 ． 滚动轴 承有着十分 重要 的作用 ． 影 响着生产 的质
３ ＿ 肖除 、 降 低滚 道表 面变 质 层 的方 法
３ ． １ 选用合理 、 科学的砂 轮 在进行磨削加工期间 ． 影响轴承工作 表面最大的因素在于砂轮 的
◇科技论坛◇
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２ ０ １ ４ 年０ ５ 期
磨削加工对滚动轴承套圈工作表面的影响和解决方式
范 晓 莉 梁 雪 安 （ 哈尔滨市精密特种轴承厂有 限责任公司 黑龙江 ｆ 摘
哈尔滨 １ ５ ０ ０ ３ ６ ）
要】 对 于轴承 来讲 ， 其在我 国工业生产领域 占 有十分重要的地位 ， 是大 多数机械 设备运行的基础保 障， 同时也是机械 设备构成的基 础
轴承套圈磨加工烧伤故障成因与处理对策-机械工程论文-工程论文
轴承套圈磨加工烧伤故障成因与处理对策-机械工程论文-工程论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——磨加工是轴承套圈制造的重点，常常由于机床调整不科学及故障导致零件烧伤，在一定程度上影响了产品的质量与外观，造成了严重的经济损失。
烧伤的出现对于零件而言是致命的，其在加工表面实施高温回火直接损伤了工作表面的组织性能，产生大量热量使得零件变形严重，从而沦为废品[1].所以，重点分析轴承套圈磨加工烧伤故障，并进行有效的解决，从而有效避免大批量零件烧伤现象的出现。
1 轴承套圈磨加工烧伤故障分析1.1 散热不好引起的烧伤轴承套圈在制造过程中普遍使用磨削切削液对工件和砂轮进行有效冷却，砂轮在快速消磨过程中会出现大量热量，并迅速集中，再加上温差较大，极易导致砂轮破裂，其操作危险性较高，因此砂轮从运行开始便需要充分冷却，保证砂轮不会破裂。
同时零件在磨削过程中，由于同砂轮的表面进行摩擦而产生大量热量，热量过于集中难以发散出来，从而烧伤了零件。
磨削引起的热量累积同零件烧伤程度具有直接的联系。
1.2 砂轮振摆过大、砂轮轴窜动、机床振动、液压系统不稳等引起烧伤如果零件表明出现呈振纹分布的振纹烧伤时，便是由于机床的砂轮振摆较大、砂轮轴窜动、机床振动、液压系统不稳等情况导致零件在制造过程中磨削量骤然加大，从而导致零件表面被烧伤。
同时，振动周期性特征较为明显，磨削量时大时小，这便是零件表面出现振纹分布烧伤的原因。
1.3 砂轮过硬、进给量过大等引起的烧伤当前有的企业一味地追求生产效率和生产成本，同时物资购买人员对生产了解甚少，采购的砂轮并不能满足生产的需求。
由于砂轮组织太密、粒度太细或砂轮过硬，为了提高效率而不断加大进给量，没有根据工艺加工规定进行，因此导致零件表面在磨削过程中出现均布烧伤。
1.4 工件不转及差速不好引起的烧伤如果零件工作轴或电动机出现故障时，零件在旋转时便会突然停止，这时砂轮并没有停止转动，便会导致零件接触面出现烧伤现象。
轴承零件磨削缺陷形成原因及对策
2 磨削缺陷对轴承性能的影响
图1
在磨加工中 ,当冷却不良和 (或) 一次切削量 过大 ,砂轮与滚道面擦滑产生大量的热并发生聚
收稿日期 :2002 - 07 - 15 作者简介 : 吴松林 (1973 - ) ,男 ,毕业于武汉水利电力大 学 ,助理工程师 ,主要从事热处理金相检测分析 。
磨削缺陷严重影响轴承的寿命 ,使轴承发生 早期失效 。为证实这一理论 ,通过挑选滚道面有 柱状高温回火烧伤的轴承进行试验 。试验开始后 不足 24 h ,轴承振动值和噪声很快上升 ,轴承试验 寿命远小于额定寿命 。其失效主要表现形式为滚 道面柱状烧伤区的金属剥落 (图 3) 导致轴承振动 值和噪声增大 ,尺寸精度下降 。
ISSN 1000 - 3762 CN41 - 1148ΠTH
轴承 Bearing
2003 年第 2003 ,No
4期 .4
30
、46
轴承零件磨削缺陷形成原因及对策
吴松林
(浙江万向特种轴承有限公司 ,浙江 杭州 311215)
摘要 :磨削缺陷 (磨削裂纹 、严重磨削变质层 、磨削烧伤) 是磨加工中的常见质量问题 。通过实例分析了轴承内 圈磨削缺陷的形成原因及其对轴承寿命的影响 ,并找出了解决问题的对策 。 关键词 :套圈 ;磨削 ;缺陷 ;分析 中图分类号 :TH133. 33 ;TG580. 6 文献标识码 :B 文章编号 :1000 - 3762 (2003) 04 - 0030 - 02
进行冷酸洗后发现两内圈滚道面上均交替分 布着白色和暗黑色柱状区 (图 1) 。经线切割纵向 取样检查 ,由滚道面向里烧伤层分为二次淬硬层 (白色) + 高温回火层 (黑色) ,白色区为 883 HV , 黑色区为 525 HV ;裂纹深约 0. 6 mm ,垂直于滚道 面向内延伸 ,并穿透磨削变质层 (图 2) 。
磨削轴承内圈沟道的工艺参数对圆度的影响规律-YTP轴承
磨削轴承内圈沟道的工艺参数对圆度的影响规律滚动轴承内圈沟道圆度是一项重要的质量指标，直接影响轴承的工作精度、平稳性和使用寿命。
磨削通常是内圈沟道的半精加工或精加工工序，对成品内圈沟道的圆度起决定性作用，内圈沟道磨削的圆度除了取决于磨削工艺系统的精度和动态特性外，还与磨削的工艺参数密切相关。
前者，已为许多学者所重视，并进行了大量的研究，从而大大改善了磨削内圈沟道的圆度。
随着磨削工艺系统精度的提高和动态特性的改善，磨削工艺参数成为影响圆度的主要因素，因此研究磨削工艺参数对圆度的影响规律，对合理选择工艺参数，确保轴承沟道的磨削圆度，进而实现磨削轴承沟道的工艺参数优化，有重要意义。
是磨削轴承内圈沟道截面实际轮廓与理想轮廓的误差情况，可表示为几何形状误差 ?Rw(F)=Rw(F)-Rw0 式中，Rw(F)为实际工件轮廓半径，Rw0为理想工件轮廓半径。
图中，O1、O2分别是工件的几何形状中心和测量回转中心。
轮廓误差?Rw(F)是F的周期性函数，可用付立叶级数表示成 ?Rw(F)= x0 +∞Σi=1 xicos(iF+Fi)式中:xi(i=0，1，……)为谐波幅值：F、Fi为谐波相位角：x0/2代表加工尺寸误差，也是误差函数Rw(F)的平均值。
式(2)中，一次谐波x1cos(F+F1)对应内圈沟道外圆几何中心相对测量回转中心的偏心：二次至十五次谐波xicos(iF+Fi)(2≤i≤15)对应的就是轴承沟道外圆的圆度。
2 圆度的影响因素分析轴承内圈沟道通常采用变进给速度切入磨削方式，其磨削循环可分为:工件快速趋近、粗进给、细进给和无进给磨削四个阶段。
影响磨削轴承沟道圆度的主要因素可归纳为:(1)磨削过程中工艺系统的精度，这取决于磨床的精度和夹具的定位原理、结构参数及精度：(2)工艺系统的动态特性，特别是砂轮的平衡状态：在修整和磨削过程中，砂轮不平衡，会引起强迫振动，由于修整砂轮时修整器和砂轮的相对位置与磨削时工件和砂轮的相对位置的差异，以及这两种不同情况下工艺系统刚度的不同使振动造成磨削的工件表面不圆：而磨削工艺参数会影响砂轮与工件的接触刚度、砂轮的磨损过程以及工艺系统振动的阻尼特性，从而影响磨削过程的振动特性，最终反映在磨削工件的几何形状(即圆度)和其他表面质量上：(3)工艺系统的弹性变形引起的工件原始误差复映：分析磨削循环工件几何形状误差变化规律可知，磨削后的工件几何形状误差复映主要取决于工艺系统刚度、磨削工艺参数、砂轮磨损速度以及工件原始误差?。
轴承套圈磨削加工工艺
滚动体加工工艺本文源于：钢球的加工工艺应满足其成品的标准要求，使钢球具有高寿命、低噪声、低摩擦力和高可靠性。
综合而言一般有以下几种基本加工方法：1）小循环加工工艺用于小型钢球加工和生产量不多的情况。
2）大循环加工工艺用于批量大、精度高的钢球生产。
3）单盘多沟加工工艺用于批量小、精度高的淬火后钢球的研磨和精研。
4）单盘单沟加工工艺用于直径较大的钢球的生产。
5）单个钢球加工工艺用于特大型钢球（直径Ф200mm以上）的生产。
钢球的加工工艺随着球坯的原材料、钢球的规格（尺寸和精度等级）以及生产条件的不同而有所差异，但基本加工工艺大致相同，通常有以下几种：（1）小型钢球（Ф3~Ф10mm）冷镦—光球—热处理—表面强化处理—硬磨—初研—精研1—精研2（2）中小型钢球（Ф10~Ф16mm）冷镦—光球—热处理—表面强化处理—硬磨—初研—精研1—精研2（3）中大型钢球（Ф16~Ф28mm）冷（热）镦或热轧—退火（热镦或热轧时用）—光球—热处理—表面强化处理—硬磨—初研—精研1—精研2（4）大型钢球（Ф28~Ф50mm）材料加热—热镦或热轧—退火—光球—热处理—表面强化处理—硬磨—初研—精研1—精研2（5）特大型钢球（Ф50~Ф80mm）材料加热—热切—加热—热镦—退火—车环带—光球—热处理—硬磨—初研——精研1—精研2（6）特大型钢球（Ф80~Ф120mm）材料加热—热镦（锻造）—退火—车环带——软磨（单粒）—热处理—硬磨（单粒）—初磨—精研1—精研22.滚子加工工艺滚子的种类较多，有圆锥滚子、圆柱滚子、球面滚子、滚针和螺旋滚子等。
滚子的形状虽然多种多样，但主要加工工艺大同小异。
（1）圆锥滚子加工工艺毛坯成形（冷镦或车制）—软磨外径—软磨端面—热处理—光饰—粗磨外径—细磨外径—磨球基面—终磨外径—外径凸度超精—终检、外观、选别—清洗、涂油、包装（2）短圆柱滚子加工工艺冷镦成形（冷镦或车制）—软磨外径—软磨端面—热处理—光饰—粗磨外径—粗磨端面—细磨端面—细磨外径—探伤—终磨端面—终磨外径—超精外径—终检、外观、选别—清洗—涂油包装（3）球面滚子加工工艺毛坯成形（冷镦或车制）—串光—软磨外径—软磨端面—热处理—光饰—粗磨端面—粗磨外径—终磨端面（磨球端面）—细磨外径—终磨外径。
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磨削加工对滚动轴承套圈工作表面的影响和解决方式
【摘要】对于轴承来讲，其在我国工业生产领域占有十分重要的地位，是大多数机械设备运行的基础保障，同时也是机械设备构成的基础零部件。
因此可以说，轴承的质量同我国工业生产之间存在密切的关联。
在进行轴承生产、加工过程中，包含很多环节，其中，磨削加工是整体流程的最终工序，影响着滚动轴承的工作面。
本文简要论述了形成磨削变质层的原理，探讨了滚道表面变质层的特点及类别，并提出相应的处理措施，目的在于进一步提高滚动轴承的生产、加工质量，保证机械设备的安全、稳定运转。
【关键词】磨削加工；滚动轴承；套圈；工作表面；影响；处理方式
在工业生产中，滚动轴承有着十分重要的作用，影响着生产的质量及效率。
其是机械设备的基础零部件，假如轴承的表面存在质量问题，那么就会缩短轴承的使用年限，对整体生产工艺也会造成危害。
因此，相关工作人员需要对滚动轴承套圈的磨削加工工艺进行深入研究，提高加工水平。
以下简要针对其相关内容进行分析，仅供参考。
1.形成磨削变质层的原理
对于磨削加工来讲，其是借助砂轮的高速旋转对轴承的表面实施切割工艺。
砂轮的表面通常是由较为细小的磨砂构成的，磨砂的形状较不规则，在转动期间，速率相对较快。
进行生产加工过程时，砂轮通常会对轴承表面进行挤压、摩擦，从而对轴承形成作用力，使轴承表面发生形变。
因为在日常工作转动过程中，轴承与砂轮间相对速度较快，则会产生较多热量，再加之砂轮本身的导热特性较差，因此切削液较难流入磨削部位，则温度很难传递出去，使零件的温度提高，甚至严重的可以使温度提高到800℃-1000℃左右。
进而引起滚动轴承的表面组织出现改变，使滚道发生变质问题，影响工作质量及效率。
2.滚道表面变质层的特点及类别
2.1磨削热导致的变质层
一般来讲，因为磨削热导致的变质层可以被划分成以下几个类别：其一，表面氧化层。
在对轴承进行磨削加工时，因为高速旋转引发热量提高，在空气的影响下，钢材质表面很容易形成铁氧化层，此氧化层的厚度对磨削加工的质量有着十分关键的作用，地位极为重要；其二，非晶态组织层。
因为滚动轴承在进行磨削生产、加工期间，始终处于高温状态，很容易让其表面发生熔融作用，基体金属又会快速使其冷却，形成一层非晶态的组织层。
该组织层很容易被精密的磨削加工所去除；其三，高温回火层。
磨削位置的瞬间高温可以让滚动轴承的表面被加热至回火温度，使轴承表面的温度同回火组织进行转变，温度提高的越高，回火组织变化的越充分，轴承表面的刚性强度越低，进而引发回火损伤；其四，二次淬火层。
如果磨削位置瞬间出现高温情况，让轴承表面的温度上升到奥氏体化
温度，则该奥氏体组织会在之后的冷却过程中，再次淬火，变成马氏体组织，发生淬火损害。
2.2磨削力导致的变质层
对磨削力导致的变质层进行类别划分，主要包含以下几方面内容：其一，冷塑性的形变层。
在进行磨削加工期间，磨砂不仅具备切削的作用力，同时还对滚动轴承的滚道表面形成挤压作用力，同时留下较为明显的塑性形变层。
其形变层会伴随着磨砂的程度及磨削的进给量增高而增高；其二，热塑性形变层。
磨削加工产生的热量会引发瞬间高温，让滚道的表层弹性性能出现降低，严重的甚至消失。
这时，滚动轴承的滚道表面在磨削的作用下，尤其是摩擦力及挤压力的作用下，造成自由伸展，受金属基体的限制，使表面出现压缩，导致滚动轴承的表面出现塑性形变；其三，加工硬化层。
因为加工形变而造成滚动轴承的滚道表面硬度局部提高。
3.消除、降低滚道表面变质层的方法
3.1选用合理、科学的砂轮
在进行磨削加工期间，影响轴承工作表面最大的因素在于砂轮的应用。
由于砂轮与轴承的表面直接接触，所以，砂轮的质量同磨削加工质量之间存在密切的关联。
在影响砂轮质量的所有条件中，最为关键的是砂轮的硬度、磨料及粒度，唯有对此方面的条件进行科学、合理的控制，才能够提高滚动轴承的套圈加工质量。
同时，砂轮的所有组成中，磨料也是其重要条件之一，其直接作用在滚动轴承的表面，因此，磨料的质量也对磨削加工有着重要作用。
相关工作人员在选用磨料时，需要结合加工的质量进行分析，合理选取。
另外，在确保表面粗糙度、几何精度及磨削效率的基础上，需要选用粒度合理的砂轮。
在进行粗磨加工时，则尽量选用一些粒度较大的砂轮，假如磨粒过细，很容易降低磨削的性能，增大热量。
通常来讲，对滚动轴承的滚道进行粗磨加工时，一般可以选用粒度标号为60-70左右的砂轮。
在进行轴承终磨加工时，因为需要磨削的量较低，则可以适当选用标号为80-100左右的砂轮。
砂轮的硬度也对磨削的质量有着重要影响。
其硬度指的是磨粒依附在砂轮表面的力度。
在高速旋转时，如果磨粒轻易脱落，则表明硬度较差，如果使用该砂轮，损耗较为严重，工作效率较低。
假如磨粒不容易脱落，则表明其硬度较高。
3.2磨削液
磨削液的不同会引起磨削效果的变化，合理选用磨削液能够良好的提高工作质量及效率，降低砂轮的损耗，使工件表面温度降低，并且使工件表面的粗糙度下降。
通常来讲，磨削液多以冷却性能为主，使用数量较大。
在进行滚动轴承的生产期间，一般选用水溶特性的磨削液，例如：69-1乳化油，添加相应的外加剂。
如果高速磨削滚道，则应选用合成的磨削液，例如：GMY-3磨削液。
在进行冷却时，保证磨削液在一定的流量及压力程度下浇筑到磨削位置上，进而发挥降温的作用，防止磨削变质层的形成。
4.总结
总而言之，对于滚动轴承来讲，其表面的质量同工业生产效率之间存在密切的关联。
相关工作人员需要对滚动轴承的套圈磨削加工工艺进行深入研究，分析其存在的不足，并予以改进，并且不断提高自身的专业技能及综合素养，对磨削加工进行改进与创新，从而提高磨削质量，推动我国工业生产进一步发展。
[科]
【参考文献】
[1]郝震宏，汪承灏.乔东海.基于ZnO压电薄膜的弯曲振动硅微压电超声换能器的研究[J].声学学报（中文版），2010（01）.
[2]浦红，王德宝，王仲琨.减速机轴承内圈表面剥离原因分析[A].全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C].2011.
[3]周洁，何卫，胡旭晓，毛磊.四轴联动变刀触点自由曲面磨削算法研究[J].机械科学与技术，2011（06）.。