陶瓷軸承外圈內(nèi)圓磨削力與表面質(zhì)量研究

郝慧靈

(包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學院數(shù)控工程系，包頭 014010)

0 引 言

軸承作為關(guān)鍵基礎(chǔ)部件被廣泛應(yīng)用于航空航天、精密機床以及高速發(fā)動機等尖端裝備領(lǐng)域[1-2]，并且軸承的服役性能直接影響高端裝備的工作性能，以傳統(tǒng)金屬材料為代表的鋼軸承已逐漸無法滿足如今某些工況需求，而工程陶瓷材料與金屬材料相比因為其具有高硬度、高強度、高彈性模量、低熱膨脹系數(shù)以及絕緣等優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用于精密機械、航空航天、軍事設(shè)備以及特殊工況等領(lǐng)域[3-5]。陶瓷材料的低密度可改善軸承的動態(tài)特性，低熱膨脹系數(shù)可提高軸承的回轉(zhuǎn)精度，高硬度可提升軸承的耐磨性，高抗彎強度可提高軸承的動態(tài)剛度且高自潤滑性可減少軸承的磨損，因此將陶瓷材料應(yīng)用于軸承中可極大提升軸承的應(yīng)用范圍和服役性能。

工程陶瓷為典型的硬脆材料，因為其自身的硬脆性，磨削成為其主要的加工方式。不同于其他加工方式，磨削過程中磨削力大，一方面會對工件表面/亞表面造成損傷，另一方面會對陶瓷軸承加工中應(yīng)力變形和構(gòu)型精度造成影響。此外對主軸系統(tǒng)的耦合特性、金剛石砂輪的磨損以及工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性也存在影響[6]。因此研究陶瓷軸承套圈磨削力對陶瓷套圈加工具有重要意義。

近些年國內(nèi)外學者對陶瓷軸承套圈磨削及其磨削力進行了部分研究。吳玉厚等[7]通過對砂輪表面磨粒濃度的觀測建立了多顆磨粒隨機分布的虛擬砂輪模型，將其導(dǎo)入ABAQUS有限仿真軟件后對工程陶瓷套圈磨削時的磨削力進行預(yù)測，通過與套圈磨削實驗對比表明該模型可有效預(yù)測陶瓷套圈磨削時的磨削力。……