轴承滚道控性磨削/制造业高端技术系列

轴承滚道是滚动轴承工作时承受负荷的工作表面，其表面完整性决定了轴承的长寿命可靠服役性能。磨削加工是轴承滚道表面状态可控制造的关键工艺，直接决定了轴承滚道的表面完整性。本书是结合作者多年从事轴承滚道控性磨削基础理论及应用技术研究的成果撰写而成的。本书共分7章，第1章介绍了轴承滚道控性磨削的基础理论，第2章分析了磨削加工砂轮磨粒与工件接触状态，第3章分析了轴承内圈滚道磨削力与磨削弧区热源分布，第4章分析了轴承内圈滚道磨削残余应力场，第5章研究了轴承内圈滚道磨削变质层，第6章介绍了轴承内圈滚道磨削加工试验，第7章研究了轴承内圈滚道精研加工残余应力场。本书可供磨削加工理论与应用技术和轴承滚道控性制造等领域的科技人员参考，也可作为相关专业的科研人员、高等院校工科专业的教师及机械类研究生的参考书。

前言第1章绪论11.1背景11.2磨削加工基础理论的研究现状21.2.1磨削力预测模型21.2.2磨削热源分布及热量分配比61.2.3磨削温度场101.2.4磨削残余应力场121.2.5磨削变质层161.3小结17参考文献18第2章磨削加工砂轮磨粒与工件接触状态302.1引言302.2砂轮表面形貌的定量描述302.2.1磨粒形状302.2.2磨粒尺寸312.2.3磨粒凸起高度312.2.4单位面积磨粒数322.3磨粒临界切入深度332.3.1耕犁磨粒临界切入深度332.3.2切削磨粒临界切入深度342.4最大未变形切屑厚度342.4.1求解原理342.4.2计算过程342.5各类接触磨粒数目的概率统计352.5.1各类接触磨粒数目352.5.2磨削工艺参数对各类接触磨粒数目的影响362.6小结38参考文献38第3章轴承内圈滚道磨削力与磨削弧区热源分布393.1引言393.2磨削接触弧长403.3磨粒轨迹分析403.3.1磨削弧区任意磨粒的动态接触状态403.3.2磨削弧区区域划分413.4单颗磨粒接触作用力423.4.1单颗滑擦磨粒作用力模型423.4.2单颗耕犁磨粒作用力模型433.4.3单颗切削磨粒作用力模型433.5磨削力模型443.5.1磨削力模型的建立443.5.2磨削力模型的试验验证463.5.3磨削工艺参数对磨削力的影响493.6磨削弧区热源分布513.6.1磨削弧区热源分布研究513.6.2磨削温度场有限元模型533.6.3磨削温度场有限元模型的试验验证543.7磨削区已加工表面热源分布形状573.7.1已加工表面热源分布形状的计算方法573.7.2接触角和Pe数已加工表面热源分布形状的影响机理593.7.3已加工表面热源分布模型以及选择指导623.8轴承内圈滚道磨削力与磨削温度场663.8.1轴承内圈滚道磨削参数的等价转化663.8.2轴承内圈滚道磨削力与热源分布673.8.3轴承内圈滚道磨削温度场693.9小结75参考文献76第4章轴承内圈滚道磨削残余应力场774.1引言774.2轴承内圈滚道磨削残余应力场有限元模型774.2.1几何建模及网格划分774.2.2材料性能784.2.3边界条件784.3轴承内圈滚道表面磨削残余应力测量试验804.3.1试验方案804.3.2试验结果814.4磨削力导致的残余应力场824.4.1轴承内圈滚道表层残余应力的产生机理824.4.2接触应力大小对滚道表层残余应力分布状态的影响854.4.3磨削力比对滚道表层残余应力分布状态的影响864.4.4接触应力移动速度对滚道表层残余应力分布状态的影响874.5磨削热导致的残余应力场874.5.1轴承内圈滚道表层残余应力的产生机理874.5.2热流密度大小对滚道表层残余应力分布状态的影响904.5.3热源移动速度对滚道表层残余应力分布状态的影响904.5.4冷却条件对滚道表层残余应力分布状态的影响914.6磨削力与磨削热耦合作用的残余应力场934.6.1轴承内圈滚道表层残余应力的产生机理934.6.2磨削工艺参数对滚道表层残余应力分布状态的影响964.6.3冷却润滑条件对滚道表层残余应力分布状态的影响994.7小结102参考文献103第5章轴承内圈滚道磨削变质层1045.1引言1045.2轴承内圈滚道磨削暗层厚度预测1045.2.1轴承内圈滚道磨削温度场1045.2.2轴承内圈滚道磨削暗层厚度1065.3基于单颗磨粒切削有限元模拟的磨削白层研究1075.3.1几何模型1075.3.2材料模型1085.3.3计算结果1095.4轴承内圈磨削工艺规划方法研究1115.5小结116参考文献116第6章轴承内圈滚道磨削加工试验1186.1引言1186.2轴承内圈滚道磨削加工试验平台1186.2.1工件及砂轮轴转速调节1186.2.2磨削力测量方法1206.2.3轴承内圈滚道磨削温度的测量方法1216.2.4轴承内圈滚道磨削表面暗层厚度测试方法1256.3轴承内圈滚道磨削试验1266.3.1试验参数及试验过程1266.3.2磨削力测量结果1276.3.3磨削温度场测量结果1286.3.4磨削变质层测量结果1306.4轴承内圈滚道低温气雾冷却润滑磨削试验台1336.4.1低温气雾供液系统1346.4.2低温气雾供液参数的测定1366.5轴承内圈滚道表层残余应力分布测量方案1396.5.1残余应力测试1396.5.2残余应力修正1406.6轴承内圈滚道低温气雾冷却润滑磨削试验1416.6.1试验方案1416.6.2低温气雾的润滑性能1426.6.3低温气雾的冷却性能1436.6.4冷却润滑条件对滚道表层残余应力分布状态的影响1446.7小结145参考文献145第7章轴承内圈滚道精研加工残余应力场1477.1引言1477.2滚动轴承滚道精研加工残余应力分布有限元仿真1477.2.1滚动轴承滚道精研加工残余应力分布有限元模型1477.2.2精研加工残余应力分布有限元仿真结果分析1507.3滚动轴承滚道精研加工试验1607.3.1试验方案1607.3.2轴承滚道精研加工表面残余应力的测量方法1627.3.3精研加工表面残余应力测量结果1687.4磨削残余应力对滚动轴承滚道精研加工残余应力的影响1707.4.1磨削残余应力场1707.4.2精研加工初始应力场设置1717.4.3磨削残余应力对精研加工残余应力分布影响的有限元仿真1727.4.4精研加工残余应力有限元仿真结果分析1727.5小结175参考文献175