静音球轴承用“绒面”钢球加工工艺研究
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摘要
钢球作为球轴承零件中最薄弱的环节，对球轴承振动、噪音的影响比例大致为：外圈：内圈：钢球=1：3：7，对轴承寿命的影响也在60％以上。而且许多实验表明：表面呈现网状纹理形貌的“绒面”钢球，有利于钢球和套圈之间的点接触区域形成全膜弹流润滑层，使得轴承的润滑状态得到改善，从而实现轴承减振降噪和提高寿命的目的。因此问题的关键是能加工出表面具有“绒面”纹理形貌的钢球。本文提出了用超硬超细研磨板加工“绒面”钢球的方法。
本课题中首先采用镍-铁-金刚石复合电刷镀的方法处理钢球研磨板。试验中加入粒度为W0.5的金刚石微粉，通过反复多次的试验，确定出了镍-铁-金刚石复合电刷镀中的各项工艺参数，包括电压、镀笔和工件的相对速度、金刚石微粉的加入量、温度等等工艺参数；成功的试制成了覆盖有镍-铁-金刚石复合电刷镀层的钢球研磨板。
然后利用制成的钢球研磨板对钢球进行超精磨削加工，加工出了表面具有网状纹理形貌的“绒面”钢球，利用仪器测量钢球表面的粗糙度值达到了0.015μm，表面波纹度值达到了0.006μm，圆度达到了0.010μm，球批直径变动量小于0.015μm。然后对加工出的“绒面”钢球在洛阳轴承集团进行了合套测振试验，测振试验结果表明：振动值达到Z2组的比例达到98％，比用研磨工艺制得的钢球合套后测得的振动值数据高出60个百分点；振动值达到Z3组的比例高达到83～97％，比用研磨工艺制得的钢球合套后测得的振动值数据高出77～90个百分点。结果表明采用新方法加工出来的钢球合套后的振动值比精研加工出来的钢球合套后的振动值下降了5～7dB，接近或达到了国际先进水平。
The vital factor affecting vibration and noise of bearings is steel balls, the ratio of the influence of noise: outside ring: inside ring: steel balls=l:3:7, the bearing life depends on steel balls near 60%. Many experiments indicate that flocculus steel balls possessing reticulate veins surface tend to elastic fluid kinetic lubricating layer and improves of the lubricating conditions of bearings. The bearings become quite, and have long life. Therefore, in this paper we bring forward a new method to process flocculus steel balls possessing reticulate veins surface.
Firstly, in there experiment, the method of Ni-Fe-diamond composite electro-brush plating is used to deal with steel ball millstone. Diamond micro powder (abrasive grain=0.5 u m) is added to the plating liquor, after many experiments, we discover every parameter of composite electro-brush plating, includes voltage of brush plating, relative velocity of between brush plating pen and workpiece, adding quantity of diamond micro powder etc. Finally steel balls millstone covering with Ni-Fe-diamond composite electro-brush plating film is produced successfully.
Secondly, the steel balls millstone is used to grind steel ball in ones steel ball factory, and process flocculus the steel balls that possess reticulate veins surface. Measure the result as follows: Ra(Surface roughness of steel ball)=0.015 u m, wavmess=0.06 um, △Sph(deviation from spherical form)=0.010 u m, VDWL(variation of ball lot diameter)=0.015 u m. The flocculus steel balls measured were assembled in Luoyang Precise Bearings Company. The results show that the bearing vibration values reached Z2 group near 98%, the bearing vibration values with new technique balls tower above sixty percentile than grind
technics. Furthermore the bearing vibration values reached Z3 group near 83-97%, the bearing vibration values with new technique balls tower above 77-90% than grind technics. The bearing vibration values decline 5-7dB, the technique approach or achieve international advanced level.
本课题中首先采用镍-铁-金刚石复合电刷镀的方法处理钢球研磨板。试验中加入粒度为W0.5的金刚石微粉，通过反复多次的试验，确定出了镍-铁-金刚石复合电刷镀中的各项工艺参数，包括电压、镀笔和工件的相对速度、金刚石微粉的加入量、温度等等工艺参数；成功的试制成了覆盖有镍-铁-金刚石复合电刷镀层的钢球研磨板。
然后利用制成的钢球研磨板对钢球进行超精磨削加工，加工出了表面具有网状纹理形貌的“绒面”钢球，利用仪器测量钢球表面的粗糙度值达到了0.015μm，表面波纹度值达到了0.006μm，圆度达到了0.010μm，球批直径变动量小于0.015μm。然后对加工出的“绒面”钢球在洛阳轴承集团进行了合套测振试验，测振试验结果表明：振动值达到Z2组的比例达到98％，比用研磨工艺制得的钢球合套后测得的振动值数据高出60个百分点；振动值达到Z3组的比例高达到83～97％，比用研磨工艺制得的钢球合套后测得的振动值数据高出77～90个百分点。结果表明采用新方法加工出来的钢球合套后的振动值比精研加工出来的钢球合套后的振动值下降了5～7dB，接近或达到了国际先进水平。
The vital factor affecting vibration and noise of bearings is steel balls, the ratio of the influence of noise: outside ring: inside ring: steel balls=l:3:7, the bearing life depends on steel balls near 60%. Many experiments indicate that flocculus steel balls possessing reticulate veins surface tend to elastic fluid kinetic lubricating layer and improves of the lubricating conditions of bearings. The bearings become quite, and have long life. Therefore, in this paper we bring forward a new method to process flocculus steel balls possessing reticulate veins surface.
Firstly, in there experiment, the method of Ni-Fe-diamond composite electro-brush plating is used to deal with steel ball millstone. Diamond micro powder (abrasive grain=0.5 u m) is added to the plating liquor, after many experiments, we discover every parameter of composite electro-brush plating, includes voltage of brush plating, relative velocity of between brush plating pen and workpiece, adding quantity of diamond micro powder etc. Finally steel balls millstone covering with Ni-Fe-diamond composite electro-brush plating film is produced successfully.
Secondly, the steel balls millstone is used to grind steel ball in ones steel ball factory, and process flocculus the steel balls that possess reticulate veins surface. Measure the result as follows: Ra(Surface roughness of steel ball)=0.015 u m, wavmess=0.06 um, △Sph(deviation from spherical form)=0.010 u m, VDWL(variation of ball lot diameter)=0.015 u m. The flocculus steel balls measured were assembled in Luoyang Precise Bearings Company. The results show that the bearing vibration values reached Z2 group near 98%, the bearing vibration values with new technique balls tower above sixty percentile than grind
technics. Furthermore the bearing vibration values reached Z3 group near 83-97%, the bearing vibration values with new technique balls tower above 77-90% than grind technics. The bearing vibration values decline 5-7dB, the technique approach or achieve international advanced level.
引文
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