高级技师职业资格鉴定论文

高级技师职业资格鉴定论文论文题目：轴承磨削的缺陷与分析

姓名：郭爱书

所在县市区：山东省济宁市任城区

所在单位：济宁精益轴承有限公司

职业（工种）：磨工

轴承磨削的缺陷与分析

郭爱书

济宁精益轴承有限公司

摘要：轴承在磨削加工过程中由于机床调整操作等各方面的原因会在轴承磨削表面出现各种缺陷，以致影响轴承的整体质量以及形成这些痕迹的原因分析。本文主要说明轴承工件表面的烧伤粗糙度形成交叉螺旋线的原因分析及改良措施，形成工件表面鳞状拉毛直波形状的原因分析和改进措施，及合套后震动值高的原因分析。对于套圈影响轴承震动最严重的是滚针和套圈的圆度，波纹度和粗糙度，碰伤分析等以及改进措施，首先要减小各方面的误差，理论误差机床误差夹误差砂轮误差，减小工艺系统变形误差，减小调整操作工件残余应力所引起误差等。

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程度要求很高，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：1.交叉螺旋线痕迹，出现这种痕迹的原因，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部分接触，当工件或砂轮数次往返运动后，

在工件表面就会出现交叉螺旋线且肉眼可以观察到，这些螺旋线的螺距与工作台速度工作转速大小有关，同时也与砂轮轴心线和工作台导轨不平行有关。

螺旋形成原因：

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。

螺旋线形成的具体原因：1.V形导轨刚性不好，当磨削时砂轮产生偏移，只是砂轮边缘与工件表面接触，修整砂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，工件本身刚性差，砂轮上有破碎剥落的砂粒和工件磨削下的铁屑积附在砂轮表面上，应将修整好的砂轮用冷却水冲洗干净。2.砂轮修整不好有局部凸起等。

表现鱼鳞状痕迹的主要原因：由于砂轮的切削刃不够锋利，在磨削时发生“啃住”现象，此时振动较大，造成工件表面出现鱼鳞状痕迹，原因：1.砂轮表面有垃圾和油污物，砂轮未修圆，砂轮变钝，修整不够锋利。2.金刚石紧固架不牢固，金刚石摇动或金刚石质量不好，不尖锐。3.砂轮硬度不均匀等。

工作面拉毛，表面再现拉毛痕迹原因：1.磨粒夹在工件与砂轮之间，而造成工件表面在磨削时被拉毛，原因是粗磨时留下来的痕迹，精磨时未磨掉。2.冷却液中粗磨粒与微小磨粒过滤不干净。3.粗粒度砂轮刚修整好时磨粒容易脱落。4.材料韧性有效期式砂轮太软，磨粒

韧性与工件材料韧性配合不当等，工件表面有直波形痕迹。我们将磨过的工件垂轴心线无转动平移。正弦波同边的轨迹便是波形柱面，亦称这为多角形。

产生直波形的原因是：

砂轮相对工件的移动或者说砂轮对工件磨削的压力发生同期性变化

而引起振动的缘故。这种可能是强迫振动也可能是自激振动，因此工件上的直波频往往不止一种。

产生直波形痕迹的具体原因：

工件表面再现烧伤痕迹，工件表面在磨削过程中往往会烧伤，烧伤有几种类型：一是烧伤沿砂轮加工方向呈暗黑色斑块。二是呈线条或断续线条状，工件表面在磨加工过程中被烧伤，归纳起来有以下几种原因：（1）砂轮太硬或粒度太细，组织过密。（2）进给量过大，切削液供应不足，散热条件差。（3）工件转速过低。（4）砂轮转速过快，砂轮振摆过大，因磨削深度不断发生变化而烧伤。（5）砂轮修整不及时或修整不好。（6）金刚石不锐利，砂轮修整不好。（7）工件粗磨烧伤，深精磨留量又太小，没有磨掉，工件夹紧力或吸力不足，在磨削力作用下工件存在停转现象等。

在磨削过程中如何知道是否烧伤，这要通过定期酸洗即可检查出来，工件酸洗后在表面湿润时，应立即在散光灯下目测检验，正常表面呈均匀灰色，如是软点就呈现云彩状暗黑色斑点且周界不光整。如果脱碳则呈现灰白色或暗黑色花斑，如何磨加工裂纹则裂纹呈龟裂状。如果表面沿砂轮加工方向呈现暗黑色斑或线条或断续线条状就是

烧伤就要及时分析原因采取措施加以解决。

表面粗糙度达不到要求：

轴承零件的表面粗糙度均有标准和工艺要求但在磨加工和超精过程中，因种种原因往往达不到规定要求造成工件表面粗糙度达不到要求的原因是：1.磨削速度过低进给速度过快，进给量大，无进给磨削时间过短。2.工件转速过高或工件轴和砂轮轴振动过大。3.砂轮粒度太粗或过软。4.砂轮修整速度过快或修整机构间隙大。5.修整砂轮的金刚石不锐利或质量不好。6.超精用油石量不好达不到要求，超精时间过短等。

对于套圈影响轴承振动最为严重的是沟道波纹度和表面粗糙度，国内外大量轴承加工实验表明，保持架套圈，滚针的加工质量对轴承振动具有不同程度的影响，其中滚针的加工质量对轴承振动影响最明显，其次是套圈的加工质量，最主要影响因素是滚针和套圈的圆度波纹度，表面粗糙度，表面磕碰伤等，最突出的问题是振动值离散大，表面缺陷严重（单点群点，凹坑等）尽管表面粗糙度尺寸形状误差都不低于圈外水平，但合套后轴承振动值高，甚至产生屏音，主要问题是波纹没有控制，但最根本的措施是降低磨削超精过程中的波纹度。同时说明机床的抗振性差，砂轮研磨盘冷却液工艺参数均存在问题，提高管理水平，避免磕碰伤，烧伤等随即性质问题。

例如中小型深沟球轴承内外沟道圆度大于2um时将对轴承振动产生明显影响，内外沟道波纹度大于0.7um时轴承振动随波纹度增加而增加，沟道严重磕伤可使振动上升，甚至出现异音，提高精磨系统

的进给分辨率降低进给惯性。主轴动静刚度及其速度特性对低噪声球轴承磨削振动影响很大。刚度越高磨削速度对磨削力的变化越不敏感，磨削系统振动越小，无论是套圈波纹度产生于磨削加工，超精研，虽然可以改善波纹度并降低精粗糙度避免随机性磕碰伤。主要有两方面措施：一是降低滚动表面磨削超精时的振动获得良好的表面加工形状精度和表面纹路质量为降低振动。二是磨超机床必须有良好的抗震性，床身等重要结构件具有吸振性，超精机床的油石振荡系统具有良好的抗振性，提高磨削速度。在高速磨削时，磨削力小，磨削变质层薄，不容易烧伤又可以提高加工精度和效率。对低噪球轴承影响很大，提高主轴轴承支刚性，采用随机动平衡技术提高磨削主轴的抗振性，提高砂轮油石的切削性能及修整质量至关重要。

我国目前砂轮油石主要问题是组织结构均匀性差。严重影响低噪声球轴承磨超加工质量，充分冷却，提高过滤精度，合理的磨超加工工艺参数和加工流程是不可忽视的因素。粗精磨超不宜分开，以保证良好的表面质量。再就是提高加工基准面精度，降低磨超加工过程中的误差复映。

外径与端面是磨超加工过程中的定位基准，如果工件在传递过程中产生磕碰伤，将直接复映到滚道加工表面上，影响轴承振动，所以必须采取以下措施提高定位基准表面形状精度，加工过程中传递平稳五磕碰伤，毛坯留量形位误差不能过大，特别是在留量转小时，过大误差会造成精磨和精超结束时，形状精度尚未改善到最终的质量要求，严重影响加工质量的一致性。从上面分析不难看出，随着工业先

进国家主机技术不断提高，联线越来越简单，逐步减小不用主动测量和机外检测。由高性能高稳定性机床系统组成的连线方式磨超加工低噪声轴承更合适，可以避免碰伤，降低传递误差，排除人工因素，提高加工效率和质量一致性，降低生产成本，提高企业效益。

在机械加工的每一工序中，要进行工艺系统的调整，这其中包括静态的初调和试磨工件后的精调，调整误差的来源视不同的加工方式而有所不同。

1.试切法：加工引起的调整误差有，测试误差、进给机构的位移误差，试切时与正式切削时切削程度不同造成的误差。

2.调整法：加工引起的调整误差有定位机床结构的误差，样件或样板的误差，夹具的安装调整误差。

3.抽样平均热变形误差：机械加工过程中工艺系统在各种热源的影响下，产生的复杂变形，工件与磨料相对应位置和相对运动的准确性就会产生热变形加工误差而达不到技术要求。

为了实现加工过程的最佳化，数控加工中必须预先确定最佳工艺参数，数控程序一旦编好，加工过程中就不能改变，但是许多参数都是变化的，大约有30万多种变量影响着切削过程。如工件材质不均，硬度不均，砂轮变钝，微刃等高性改变，径向切削力的变化，工件变形，热传导大小，磨削速度，方向的不同以及润滑条件的差异等都对切削过程有不同程度的影响，应在变化未知的工作条件下通过调整磨削用量来控制磨削。工件余量太多会浪费时间，降低生产率，增加砂轮磨耗，磨孔余量太少不能消除上道工序的表面缺陷和热处理变形，

达不到尺寸精度形状精度和表面粗糙度的要求，所以保证加工质量的前提下，磨削余量越少越好。

在操作过程中，操作者疏忽很容易造成产品质量的下降，应按工艺规程要求确定砂轮的线速度，工件的线速度，纵向进给量光磨次数的多少。另外在选择磨具时要考虑到砂轮的粒度硬度和砂轮的修整等。

在机器制造过程中，为了保证产品合乎技术标准，防止不合格产品出厂或流入下道工序，通常都对产品采取全数检查或是产品经过检查其功能便被破坏的情况，因此不可能全检，只有采取抽样检查。就针对各个工序产生的废品原因采取适当的措施加以解决。如滚道精磨，磨出的工件可用图形看出是否合格，在打图机上打出圆形对比改换参数找出合理数据。

由此可见提高磨削质量的措施是：

1.减小理论误差就先做好精确的理论计算使砂轮形状或成形轨迹接近理论上的数据。

2.减小装夹误差，采用合理可靠的装夹方法做好装夹找正工件，防止夹紧变形和减小定位误差。

3.减小机床误差，提高机床精度减小主轴误差，可采用调整轴承间隙及换用高精度的静压轴承等措施，减小导轨误差要经常检测，调整修复，保证与主轴相对位置精度。

4.减小砂轮的误差，合理选择砂轮并及时修整砂轮，保持砂轮的正确形状和自锐性。

5.减小工艺系统变形的误差，采取将零件划分为粗精进行加工，减小砂轮工件的悬伸长度或进行有效的支承以提高其刚度减小产生变形的切削力。

6.减小工件残余应力所引起的误差，可通过自然时效，高低温时效，振动去应力等来减小。

7.减小测量误差选用精度与工件加工精度相应的量具，正确测量避免热膨胀的影响。

8.减小调整误差。

9.减小操作误差，加强操作人员责任心，尽量减小操作失误而引起的误差。这样就能使轴承质量更上一层楼。

参考文献：

（1）、《轴承磨工工艺学》

（2）、《国家职业资格培训教程磨工》