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覆盖率是影响强化研磨效果的一个重要因素,但在整个强化研磨领域对覆盖率的解读和研究探讨是最少的。实际上,表面覆盖率是强化研磨强化的重要参数。目前,基于强化研磨,轴承,覆盖率三者的研究少之又少。对于工业机器人轴承内圈经过强化研磨加工后覆盖率与加工工艺的关系、覆盖率与轴承表面性能的关系以及应该选取哪一级别的覆盖率会达到最佳强化研磨效果的研究则更少。本文以薄壁深沟球轴承(61910)内圈为研究对象,提出基于强化研磨加工轴承表面覆盖率的检测方法。建立强化研磨加工覆盖率计算公式。用ABAQUS仿真得到微凹坑直径,在得到微凹坑直径后用MATLAB的随机函数生成图形,并进行计算覆盖率,得到喷射角度和钢珠直径分别对轴承覆盖率的影响规律。提出利用HALCON软件计算轴承的覆盖率及操作流程。实验验证喷射角度、钢珠直径、工件转速对轴承表面覆盖率的影响规律,并研究了不同覆盖率的轴承内圈与显微硬度的关系。通过X射线衍射仪(XRD)分别分析得到不同覆盖率的轴承内圈的位错密度、残余应力的变化规律。主要结论如下:(1)在其他加工条件相同的情况下,随着钢珠的直径变大,覆盖率会变大。选用1.0mm的钢珠到达100%的覆盖率所需要的时间是选用2.0mm的钢珠所需要时间的2倍。在其他加工条件相同的情况下,随着工件转速的提高,覆盖率会变低。工件转速是400r/min到达100%覆盖率所需时间约为工件转速100r/min所需时间的1.3倍,故而工件转速对工件表面覆盖率的影响较小。在其他加工条件相同的情况下,随着喷射角度的提高,覆盖率会变大。喷射角度为30°时到达100%的覆盖率时是喷射角度为90°时所需时间1.67倍。(2)不同覆盖率的轴承内圈试样沿深度方向的维氏显微硬度都是不断减小,最后趋于稳定,波动在735±5HV,也就是芯部的显微硬度值。经过强化研磨加工后,100%~600%覆盖率的轴承内圈在距离表层20μm处,相比没有进行强化研磨加工,硬度分别提升了14.22%,17.00%,18.13%,18.84%,20.52%,21.40%。在同一深度上,随着覆盖率的增加,轴承试样的显微硬度值在增加,但是增量明显变缓。(3)随着覆盖率的增加,强化研磨加工后轴承内圈的位错密度也增加,从100%~600%的位错密度分别为:9.5647×1013m-2、3.3178×1014m-2、7.0564×1014m-2、3.5091×1015m-2、4.0642×1015m-2。强化研磨加工后造成材料表面发生循环塑性变形,表层位错形成滑移、塞积,产生位错缠结,位错的运动阻力增加;同时,由于位错密度、组织晶粒细化,增加了晶界数目,位错运动受到晶界的阻碍增强。(4)经过强化研磨后,随着覆盖率的增加,轴承内圈表面残余应力X、Y方向都在增加。600%覆盖率的轴承内圈滚道与没有进行强化研磨加工的滚道,X方向的表面残余压应力最大增加了999Mpa,Y方向的表面残余压应力最大增加了1001Mpa。(5)经过强化研磨加工后,得到不同覆盖率薄壁深沟球轴承(61910)的内圈,覆盖率分别为100%~600%,其中600%的覆盖率轴承的综合表面性能最好。