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残余应力对轴承套圈磨削变形的影响

2026年02月01日 08:37:32      来源:浙江弘安传动有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:3

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顾 立
铁姆肯(无锡)轴承有限公司
  摘 要:针对薄壁类轴承套圈的磨削变形问题,从内应力的角度加以分析和讨论,提出以调整热处理工艺为主,调整磨削工艺为辅的方法,解决薄壁类轴承套圈的磨削变形问题。
  关键词:轴承套圈、磨削变形、残余应力、淬回火工艺
Residual Stress’s Impact on Grinding Distortion of the Bearing Ring 
  Abstract:With regard to the issue of distortion from grinding of the thin wall-thickness bearing rings, it is mentioned to go through analysis or discussion from the riew-point of internal stress. Conclusion is to take adjusting the heat-treat process as the main while taking adjusting the grinding process as the subsidiary. By this method we seek a final solution of the issue of distortion from grinding of the thin wall-thickness bearing rings.
  Key words:bearing rings, distortion of grinding, residual stress, process of quenching and tempering.
  1 引言
  本公司是一家专门生产轴承的外资企业,生产品牌的调心滚子轴承。在生产过程中,经常出现套圈粗磨后直径变动量(VDP)超差,后道工序无法消除而报废的问题。检查结果为:①原材料质量符合美国ASTM A29 标准;②马氏体和残留奥氏体组织级别分别为1-2级,屈氏体级别<1级,回火硬度HRC60-62,热处理变形满足JB/T 1255标准;③经过反复试验,排除磨削工艺参数不合理及设备问题的可能性;④套圈的磨削变形统计见表1。
  本文将就以上问题的形成原因和解决办法展开讨论。
  2.分析
  从以上观察到的现象表明,产生磨削变形即不是材料和热处理质量指标不合格,也不是磨削设备及工艺方面造成的,经过仔细分析我们认为,内应力是造成套圈磨削变形的根本原因。
  ,具有内应力的零件,其内部组织处于一种不稳定的状态,它有强烈的倾向要恢复到一个稳定的没有应力的状态,即使在常温下零件也会缓慢、不断地进行这种变化,直到内应力消失为止。在这一转化过程中,零件的形状和原有的精度将受到影响。
  本次磨削变形的应力源来自两个方面:
  ① 热处理残余应力
  套圈在淬火等热加工过程中,由于各部分厚度不均匀而造成冷却速度和收缩程度的不一致,以及金相组织转变的体积变化,都使套圈内部产生相当大的内应力。具有内应力的套圈在短期内看不出有什么变形,因为此时内应力尚处于相对平衡的状态。但在磨去某些表面层以后,平衡就被破坏,内应力重新分布,套圈明显地出现变形,甚至造成裂纹。
  ②磨削应力
  首先,在磨削过程中,套圈表面层在切削力、切削热的作用下,也会产生不同程度的塑性变形和金属组织的变化所引起的体积改变,使工件表面层产生内应力。再次加工后,内应力重新分布,使套圈产生变形。其次,由于套圈壁厚较小,随着外径越大套圈的刚性越差,抗变形能力则越差,套圈尺寸结构的不合理,更容易造成磨削时变形增大。
  因此,我们确定了解决磨削变形问题的步骤为:
  * 了解套圈热处理应力的分布及大小;
  * 进一步降低套圈的内应力;
  * 解决磨削变形。
  3. 试验方法及结果
  3.1试验方法及测试条件
  试验方法:
  首先选外径80,100,110各两个热处理套圈,在套圈外圆每隔90o选择一个测点,测点编号A、B、C及D,测试外圆表面环向残余应力。
  测试条件:
  采用X350A 型X射线应力仪,测量参数为:管电压25kV,电流5mA,Cr靶Kα辐射,准直管直径2mm,Fe(211)衍射面,2θ扫描范围147o~165o,扫描步距0.2o,时间常数0.5s,Ψ角0o~45o,应力常数 -318MPa/( o )。
  残余应力的测试委托上海交通大学材料科学与工程学院进行,测试结果见表2。
  说明:
  ①表中负应力值代表压应力,正应力值代表拉应力。
  ②套圈磨削变形试验件数为50件(以下同)。
  3.2针对表2的测试结果,在不
发布时间:2010-02-01


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