陶瓷轴承外圈内圆磨削力与表面质量研究

郝慧灵

(包头钢铁职业技术学院数控工程系，包头 014010)

0 引 言

轴承作为关键基础部件被广泛应用于航空航天、精密机床以及高速发动机等尖端装备领域[1-2]，并且轴承的服役性能直接影响高端装备的工作性能，以传统金属材料为代表的钢轴承已逐渐无法满足如今某些工况需求，而工程陶瓷材料与金属材料相比因为其具有高硬度、高强度、高弹性模量、低热膨胀系数以及绝缘等优良特性被广泛应用于精密机械、航空航天、军事设备以及特殊工况等领域[3-5]。陶瓷材料的低密度可改善轴承的动态特性，低热膨胀系数可提高轴承的回转精度，高硬度可提升轴承的耐磨性，高抗弯强度可提高轴承的动态刚度且高自润滑性可减少轴承的磨损，因此将陶瓷材料应用于轴承中可极大提升轴承的应用范围和服役性能。

工程陶瓷为典型的硬脆材料，因为其自身的硬脆性，磨削成为其主要的加工方式。不同于其他加工方式，磨削过程中磨削力大，一方面会对工件表面/亚表面造成损伤，另一方面会对陶瓷轴承加工中应力变形和构型精度造成影响。此外对主轴系统的耦合特性、金刚石砂轮的磨损以及工艺系统的稳定性也存在影响[6]。因此研究陶瓷轴承套圈磨削力对陶瓷套圈加工具有重要意义。

近些年国内外学者对陶瓷轴承套圈磨削及其磨削力进行了部分研究。吴玉厚等[7]通过对砂轮表面磨粒浓度的观测建立了多颗磨粒随机分布的虚拟砂轮模型，将其导入ABAQUS有限仿真软件后对工程陶瓷套圈磨削时的磨削力进行预测，通过与套圈磨削实验对比表明该模型可有效预测陶瓷套圈磨削时的磨削力。……