滚动轴承超精硬切削参数的优选方法体系.pdf

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1、第38卷第7期上海交通大学学报Vol.38No.72004年7月JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYJul.2004文章编号:100622467(2004)0721101204滚动轴承超精硬切削参数的优选方法体系121张雪萍,LiuC.Richard, 刘龙泉(1.上海交通大学机械与动力工程学院,上海,200030;2.美国普渡大学工业工程学院,西拉法叶4790721287)摘 要:基于获得最长的滚动接触疲劳寿命,提出了滚动轴承耦合具体服役工况的超精硬切削参数的优选方法体系.根据该体系优选的切削参数,在满足零件精度要求的前提下,能够使特

2、定外载荷谱下的零件表面残余应力与赫兹接触应力进行合理匹配,使失效点处应力为最小,实现滚动轴承理论上的最长疲劳寿命.以滚动轴承的典型工况为例进行验算.结果表明,如果硬切削参数的优化结果仅仅以表面精度为约束条件,而不依据本文提出的方法体系,将导致零件的滚动接触疲劳寿命相差约35倍.关键词:滚动轴承;超精硬态切削;残余应力;接触疲劳寿命;切削参数中图分类号:TG506文献标识码:AAMethodologyforTurningParametersSelectionofRollingBearinginSuperfinishHardTurning121ZHANGXue2ping,L

3、IUC.Richard,LIULong2quan(1.SchoolofMechanicalEng.,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200030,China;2.SchoolofIndustrialEng.,PurdueUniv.,WestLafayette4790721287,USA)Abstract:Thispaperproposedamethodologyforcuttingparametersselectionstooptimizetherollingcon2tactfatiguelifeofrollingbearingsbysupe

4、rfinishhardturning.Itestablishesthetheoreticalfundamentalsforcustomizationofrollingbearinghard2turnedbothwithminimalscatterandmaximalfatiguelife.TheproposedmethodologyreasonablymatchestheHertzstressunderaserviceloadwithresidualstressbyhardturning,tominimizethemaximalstressesunderthefatig

5、uepoint,andtoprolongthefatiguelifetimeoftherollingbearingwitharequiredsurfaceprecision.Italsoshowsthatthe“best”turningconditionsac2cordingtothemethodologyisashighas35timesbetterfatiguelifethanthatresultedfromthe“worst”turningconditionssuchasselectedonlytofulfillsurfacetexturerequirements

6、.Keywords:rollingbearing;superfinishhardturning;residualstress;contactfatiguelife;turningparam2eters  淬硬轴承的最后精加工通常采用超精磨、研磨、相对而言,磨粒磨削加工效率较低,缺少几何柔性,抛光等以磨粒磨削为基础的工艺手段来实现,其共需要额外的辅助装置,磨削加工消耗大量润滑剂,其同的特征是切削部分由形状不规则的磨粒来充当.处理成本也非常昂贵.由于目前对环境问题的深切收稿日期:2003206214作者简介:张雪萍(19722),女,河南平顶山人,讲师,工学博士,主要从事精

7、密制造工艺研究.电话(Tel.):021262932610;E2mail:zhangxp@sjtu.edu.cn.1102上 海 交 通 大 学 学 报第37卷 关注,过去广泛应用在工业制造领域的磨削精加工数的优化目标进而转化为获得最优的初始残余应在世界范围内将逐步受到严格限制.用CBNöPCBN力.而残余应力优化又与具体服役接触状态相关.针和陶瓷刀具进行硬态干切削技术被逐步认为是替代对特定服役工况,滚动轴承切削参数的优化准则要粗车、精车、磨削,甚至是以磨粒磨削为基础的超精满足工件表面精度要求,同时获得最佳残余应力分磨的精密、高效、低成本

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