轴承沟道磨削表面微观形貌逐步回归建模

来源：网络作者：发布时间：2008-03-20

摘要　探讨用逐步回归建立轴承沟道磨削表面微观形貌特征参数与工艺参数关系的最优回归方程。通过进一步分析特征参数的数学模型，得到对实际滚动轴承生产有重要价值的结论。
　　关键词　磨削　微观形貌　工艺参数　逐步回归
　　中国图书资料分类法分类号　TH133.3　TH161.14

　　轴承沟道是滚动轴承的关键工作表面，其微观形貌直接影响整个滚动轴承的使用性能。磨削通常被作为轴承沟道的精密或半精密加工工序，研究其磨削工艺参数与加工表面微观形貌的关系十分必要。本文根据轴承沟道磨削表面形成机理，确定磨削表面微观形貌建模的试验因素，同时考虑因素间的交互效应。为使试验次数尽可能少，并且能获得可靠的有代表性的试验结果，结合混合型正交表设计多因素试验方案。采用逐步回归法，从多因素中挑选重要变量，逐步引入回归方程，从而建立试验数据的最佳回归方程。

1　试验方案拟定

1.1　试验因素安排
　　磨削是砂轮表面大量磨刃接连不断作用的结果。砂轮的磨粒大小，磨刃间距是随机分布，再加上磨削过程中存在磨粒严重的耕犁现象，支承砂轮磨粒的粘接剂弹性变形以及磨粒分布不均等现象，决定了磨削过程的复杂性^［1］。尽管如此，仍可通过分析磨削表面粗糙度形成的几何关系和影响砂轮形貌的因素，同时考虑轴承沟道磨削是变切入进给速度，有光磨阶段磨削循环的特点，确定影响轴承内圈外沟道磨削表面粗糙度的因素，兼顾实际生产条件的限制以及简化试验过程，不可能把所有的影响因素都作为试验因素。把砂轮和磨削液的性能，光磨时间作为不变因素，在试验过程中尽量保持稳定。此外，通常砂轮均经过良好的平衡。可以认为它对磨削表面粗糙度的影响是不变的因素。本研究选择的试验因素：修整砂轮的导程和深度S_d，t_d，砂轮和工件的线速度V_s，V_w，粗进给和细进给时工件每转磨削深度a₁，a₂，细进给行程L₂，单位磨削宽度磨除金属体积T，等效砂轮直径D_e。结合混合型正交表L₅₄（2¹×3²⁵)安排90次不同工艺参数组合的试验。测量的表面微观形貌指标包括表面粗糙度轮廓算术平均偏差R_a，微观不平度平均间距S_m。

1.2　试验设备及试验条件
　　(1)机床：3MZ1310A全自动高速轴承内圈沟道磨床；
　　(2)工件定位方式：双圆弧动支承；
　　(3)砂轮规格：GB100ZR₂A，直径d_s=512～600 mm，转速n_s=1 600 r/min；
　　(4)磨削对象：208，306，308轴承内圈沟道，直径d_w=48.1 mm，40 mm，51 mm；材料GCr15,硬度HRC60～65。

2　磨削表面微观形貌特征参数模型

2.1　模型的假设
　　为了便于分析对比，本文假设了两种形式的数学模型，第一种是幂函数形式，不考虑各因素间的交互效应；第二种形式是根据机理分析，把可能存在交互效应的项引入数学模型，即考虑因素间可能存在的交互效应。
2.1.1　不考虑因素间的交互效应

R=K_r V^α₁_w α^α₂₁ L^α₃₂ D^α₄_e V^α₅_s T^β₁ S^β₂_d α^β₃₂ t^β₄_d(1)