圆柱、圆锥滚子轴承在承载状态下,因为滚子发生弹性变形和塑性变形,滚子和内、外滚道母线的两侧端部均存在高度应力集中,由这种应力所导致的疲劳破坏、剥落向中间发展,常导致整个轴承失效。这是造成轴承寿命和旋转精度下降的重要原因。 将轴承滚道由直母线改为凸度母线,能有效地改善滚道接触区的应力分布,既可在较大程度上减少或消除滚子的边缘应力集中,有利于液体润滑,又可改善由于安装和加工误差等原因而产生的不同心度及主轴旋转产生的挠曲度而导致的滚子偏载现象。很多实验也已证实,采用带凸度外圈滚道,可使轴承寿命提高2～3倍。目前,发达国家对圆柱、圆锥滚子轴承滚道设计大都要求带凸度,国内很多出口产品都要求加工出滚道凸度。因此,深入研究简便、易行的轴承滚道凸度加工技术具有重要的理论意义和应用价值。 目前,轴承滚道凸度加工的主要方法是利用成形砂轮或使工件轴线与砂轮轴线倾斜一定角度,在磨床上磨出理论上所要求的凸度曲线,然后利用超精加工,在整个素线长度上,同步提高表面质量。但由于成品滚道凸度通常在5～10μm(有时小于3μm),这在凸度磨削中很难控制。另外,因要求预留超精加工的加工余量,更增加了准确控制凸度的难度。 借鉴电化学齿轮修形的成功应用,以保证轴承滚道的凸度形状和表面质量为研究目标,本文提出并研究了滚子轴承滚道电化学砂带磨削(ECABG)凸度修形的相关理论和技术问题,为形成新的简便、易控的轴承滚道凸度加工技术奠定了基础。所作的主要工作有:(1) 对C620车床进行改装并建立了适用的实验装置,包括加工电源、电解液循环系统、工具阴极、砂带循环装置等;(2) 通过MATLAB语言编程,利用有限元法(FEM)反求电场阴极边界,为电化学加工阴极设计提供了一种计算机辅助设计方法。(3) 通过正交实验,初步研究了电流密度、加工时间、砂带粒度、极间间隙、工件转速工艺参数对滚道表面质量的影响程度,为工艺参数的优化提供了依据。另外,通过实验,验证了滚子轴承滚道凸度电化学砂带磨削加工技术的可行性;(4) 选择GCr15轴承环为对象,进行了腐蚀与防腐实验,初步确定了经济适用的电解液缓蚀剂。 研究结果表明:滚子轴承滚道凸度电化学砂带磨削加工方法是可行的,不仅能满足修凸量的要求,还能提高轴承滚道的表面质量。该方法工艺简单,易于操作,具有良好的应用前景。