论文部分内容阅读
滚动轴承广泛应用于工业、农业、交通运输、国防、航空航天、家用电器、办公机械和高科技等领域,与国计民生息息相关。全世界大约有80%的轴承应用于工农业机械、汽车、火车、飞机等运输设备中。目前轴承滚道的精加工多采用磨削后超精加工,砂轮、油石易于堵塞,常造成加工过程不稳定,使加工表面质量恶化。磨具与工件相对速度高,加剧了上述问题的产生。在中大型轴承滚道光整加工中,由于加工面积大,原始表面粗糙度高,加工余量大,造成磨具堵塞更为严重。即使是先进的油石超精加工,同样具有机械切削作用的缺陷。电化学机械光整加工利用电解去除和机械光整相结合的方法,实现表面的高效高质量加工。它作为一种传统光整加工与非传统光整加工的典型复合工艺,能充分发挥两种工艺方法的优势,弥补两种加工方法的不足,是一种极具发展前途的加工技术,将之用于轴承滚道的表面光整,对提高我国的轴承制造水平有重要意义。因此,本文针对轴承滚道电化学机械光整加工中的问题,进行了以下研究工作:从化学热力学和电极过程动力学两方面,研究了电化学加工的阳极溶解原理,分析了电化学机械光整加工的整平机理和加工特点。通过分析阴极加工面形状和电解液流入方式,设计了对不同加工间隙形状的流场形式,并用Fluent软件对其进行了模拟研究,分析了不同流场的均匀性对加工质量的影响。根据轴承套圈的特点,以滚动轴承内圈滚道为加工对象,研制了电化学机械光整加工试验台。研究了在加工轴承滚道过程中的阴极和工件定位、电解液循环和磨具加压等问题,设计、制造了试验装置。以圆柱滚子轴承滚道为试验对象,利用正交试验和单因素试验方法,研究了各加工参数对表面粗糙度的影响规律,得到了较优的工艺参数组合,获得了Ra0.04μm的加工表面。对不同加工方法加工后的表面进行扫描电镜观察,对比分析了其表面微观形貌的特性;对电化学加工表面化学成分进行能谱分析,证明了钝化的成相膜理论;对有钝化膜残留的加工表面进行了分析,验证了电化学机械光整加工机理。研究结果表明,用电化学机械光整加工轴承滚道是可行的。它不仅能解决常规机械超精加工方法存在的诸多问题,而且能得到具有良好摩擦磨损性能的微观表面形貌。