[发明专利]基于卧式研球机钢球研磨的无打滑调控方法

说明书

技术领域

本发明属于钢球研磨动力学分析的技术领域，尤其涉及一种基于卧式研球机钢球研磨的无打滑调控方法。

背景技术

球轴承是众多邻域（如汽车、军工和航天等）中机械装备的重要基础件，钢球是球轴承的关键零件。优质的球轴承应具备低振动、长寿命以及高可靠性等性能，要实现这些性能，需使球轴承各组成部件（外圈、内圈、保持架和滚动体）全部有较高的加工精度，但钢球的影响最为突出。有大量的试验表明，在球轴承产生所有噪声中，钢球因素占60％，在球轴承所有失效的因素中，钢球占58.5％（国外仅为23.4％），这就非常客观地说明了钢球在球轴承中的地位及重要性，也说明了迫于改进钢球生产技术的需要。

钢球质量的主要技术指标有三个方面，分别为形状误差、表面粗糙度和表面缺陷，它们对球轴承的性能都有较大影响。

(1)形状误差对球轴承的影响

形状误差是球轴承产生噪声和振动的主要原因之一，在钢球的生产过程中，磨盘通过对钢球的接触点进行挤压和刮擦，从而达到去除多余材料，磨削成圆的目的。由于形状误差的存在，会使球轴承中钢球的中心位置不断变化，从而产生低频振动和噪声，并且钢球的形状误差越大，球轴承在正常工作时的振动也就越大。

(2)表面粗糙度对球轴承的影响

表面粗糙度是指钢球表面有区别于球形误差和波纹度的微观不平度，其对球轴承中频和高频振动的产生有很大影响。钢球表面粗糙度与套圈沟道表面相比，前者对球轴承振动的影响要远大于后者，并且表面粗糙度越大，球轴承产生的振动也越大，所以在钢球的制造过程中，需严格控制其表面粗糙度的值。

(3)表面缺陷对球轴承的影响

表面缺陷一般是指钢球表面出现的裂纹、划痕、锈蚀和凹陷等，其产生的主要因素有原材料、机械加工以及生锈腐蚀。表面缺陷可以使球轴承产生脉冲型振动和噪声，且振动幅度与缺陷大小有关，脉冲周期与球轴承转速有反比关系，即转速越大，脉冲型振动的周期越短。

目前，为满足各行业对高性能、高精度球轴承的迫切需要，我国加大了对其整体的研究力度，从而带动着钢球行业的快速发展和提高，特别是三期（即六五、七五和八五）技术改革后，我国钢球生产的质量、工艺水平及设备等都上升了一个新的台阶。但受科学技术与生产设备的限制，无论在制造精度还是能源损耗，我国与国外先进水平仍有一定差距。对于广泛应用于精密仪器和先进武器的G3级钢球，我国还主要依赖进口；可以说，G3级钢球能否得到批量化生产对我国装备的制造业乃至国防工业都至关重要。

先进的钢球加工工艺是钢球具有较高生产率和优质质量的重要保证。钢球加工工艺需满足成品球的标准要求，同时还应使加工出来的钢球具有较长的使用寿命、较低的工作噪声和比较高的可靠性。加工工艺会随着现场的生产条件以及对钢球的等级要求不同而产生变化，但是基本的工艺路线是大致相同的，即：原材料―冷镦―光球―热处理―硬磨―强化―初研―外观/探伤―精研I―精研II―清洗―成品检验―防锈、包装。初研是在磨球机的两块铸铁板间以磨粉和油膏研磨剂进行磨削的方法，它与精研方法基本相同，只是加工时所用的研磨剂不同。精研可以使钢球的精度达到G5级，甚至有的精度可以达到G3级，是生产优质钢球的一道必不可少的工序。但是钢球研磨过程中存在打滑的情况，而现有通常都是依靠人工经验来预防和改善，但是这种预防和改善的方式不但效率低而且准确性也不高。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种基于卧式研球机钢球研磨的无打滑调控方法，该方法可以有效地防止转动钢球在研磨盘中发生打滑，起到了提高钢球表面质量及精度的作用，并满足了用户对球轴承使用性能的要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：基于卧式研球机钢球研磨的无打滑调控方法，该方法包括如下步骤：

1）求取钢球的重力分解式：绘制钢球在卧式研球机研磨盘上的结构见图，通过受力分析，确立钢球在不同象限中的重力分解式，具体如下：