GCr15轴承钢比磨削力建模

陈永清,赵坤, 郭建亮,陈廉清

(1.宁波工程学院,浙江 宁波 315211;2.宁波慈兴轴承有限公司,浙江 宁波 315300)

GCr15是常用的滚动轴承材料[1-2]，其综合力学性能良好，但磨削加工中极易产生表面烧伤和裂纹等缺陷，这些缺陷的发展机理异常复杂，是磨削力等物理现象综合作用的结果。研究不同条件下磨削力的大小是探索磨削加工缺陷发展规律的一条合理途径，而且，通过预测磨削力可实现对磨削温度、效率和成本的有效控制[3]。

为建立磨削力的预测模型，国内外学者通过长期的理论和试验提出了各种建模方法。磨削加工的本质是大量磨粒对工件表面材料的滑擦、耕犁和磨削作用[4]，其中只有磨削作用可将材料去除，是真正有用的部分。由于磨削过程的复杂性和不确定性[5]，使磨削力理论的建模研究难以突破，而形状、位姿和空间分布均无规律可循的磨粒，进一步增加了磨削力理论建模的难度。将统计学与磨削试验相结合建立的经验模型虽无法揭示磨削机理，但可精确预测磨削力的大小，为探索加工条件与磨削缺陷的关联性提供了一种高效的途径。因此，对磨削参数进行非线性编码，采用中心组合试验设计，以试验测得值与模型预测值之间的偏差平方和最小为搜索准则，确定模型系数的值，以期建立单位磨削宽度对应的磨削力经验模型。

1 试验条件及试验设计

采用自制的精密平面磨床进行磨削试验，用电阻应变式测力仪测量磨削力。砂轮为WA60L型陶瓷结合剂氧化铝砂轮，磨削前用单点金刚石笔进行修整；……