Si3N4陶瓷轴承外圈沟道的精磨与超精实验研究

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文Si3N4陶瓷轴承外圈沟道的精磨与超精实验研究作者姓名：秘文博入学年份：2013年9月指导教师：李颂华教授学科专业：机械制造及其自动化申请学位：工学硕士所在单位：机械工程学院论文提交日期：2016年12月论文答辩日期：2017年3月学位授予日期：2017年3月答辩委员会主席：赵进答辩委员会组成：张丽秀、陆峰、闵莉、安东论文评阅人：√硕士研究生学位论文摘要I摘要随着中国制造2025战略目标的制定和具体实施，高质量基础零部件的制造和发展将得到关注。陶瓷轴承作为重

2、要的基础零部件，具有性能优异、可靠性高的特点，然而陶瓷轴承套圈沟道的加工难度大，生产效率低，严重制约着我国精密陶瓷轴承的发展。本文采用精密磨床、超精机等设备对陶瓷轴承外圈沟道的精密磨削和超精加工进行实验研究，旨在改善沟道在加工过程中所遇到的精度差、效率低、成本高等问题，为精密陶瓷轴承量化生产提供依据。本文通过对氮化硅(Si3N4)陶瓷轴承外圈沟道进行精磨实验，分析了各加工参数对沟道圆度和粗糙度的影响；建立了圆度误差经验公式；采用正交实验法，分析各因素水平，得出了最优精磨参数为：光磨时间30s，磨削深度15μm，砂轮

3、线速度35m/s，砂轮进给速度-11.5μm·min，加工出沟道的圆度值和表面粗糙度值分别为5.5μm和0.242μm，优于实验中其他工件沟道质量，为后续的沟道超精加工打下基础。在氮化硅陶瓷轴承外圈沟道的超精实验中，本文分析了超精时间、工件切线速度、油石压力和油石振荡频率对沟道表面粗糙度的影响，通过正交实验得出最优超精方案为：超2精时间6s、工件切线速度840m/min、油石压力0.4N/mm和振荡频率为300次/min，超精出沟道的表面粗糙度值为0.0344μm，比实验中的粗糙度值低0.0253μm，分析表明，陶

4、瓷材料质量对沟道的超精效果有一定影响。超精加工还可以改善沟道圆度误差，本文采用双频复合叠加振荡超精工艺，对氮化硅陶瓷轴承外圈沟道进行实验研究，分析了超精时间、工件切线速度、油石压力和油石长行程振荡频率对沟道圆度的影响，通过双频振荡与单频振荡的对比实验得出：单频振荡下沟道圆度值降低了0.80μm，双频振荡下沟道圆度值降低了1.05μm，双频振荡对沟道圆度的改善作用更大。综上所述，本文通过对氮化硅陶瓷轴承外圈沟道进行精磨和超精实验研究，分析了加工参数对沟道圆度及粗糙度的影响，优化了工艺参数，提高了加工质量，为陶瓷轴承套

5、圈沟道精密加工作出了一定指导。关键词：Si3N4轴承；外圈沟道；精磨；超精研；粗糙度；圆度II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractWiththestrategy―MadeinChina2025‖beingputforwardandimplemented,themanufacturinganddevelopmentofhigh-qualityfundamentalcomponentswillbeunderthespotlight.Ceramicbearings,astypic

6、almechanicalcomponents,haveexcellentpropertiesandreliabilities.However,theprocessingofracewaysonceramicbearingringspresentsabigchallengefordomesticdevelopmentofhigh-precisionceramicbearings.Inthethesis,precisiongrindingmachines,superfinishingmachines,etc.werea

7、ppliedtocarryoutexperimentalresearchonracewaysofceramicbearingouterrings,withtheaimtoimproveprocessingefficiency,accuracyandtoprovideguidanceformassiveproductionofceramicbearings.Bychangingfourparameters,i.e.grindingtime,grindingdepth,grindingwheelspeedandfeed

8、rate,precisiongrindingexperimentsonracewaysofSi3N4ceramicbearingouterringswereconductedtoanalyzetheeffectsofprocessingparametersonracewayroundnessandroughness.Afterwards,anempirica