一种高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法与流程

文档序号:11119233阅读:330来源:国知局

本发明涉及的是机械制造加工技术领域,具体而言,涉及一种高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法。



背景技术:

随着机械制造业,特别是汽车、航空、原子能等工业的迅速发展,对轴承性能的要求不断提高。轴承是工业社会不可缺少的基础零部件,品种繁多,应用范围非常广泛,多年来已经形成了标准化、通用化的专业化生产,并在向高精度、高速、高温方向发展。

同时,随着我国国民经济的发展,无人机已经广泛用于减灾、救灾等各个领域。尤其是一些需要负担一定载荷的中型及中型以上的无人机,其发动机从结构到动力需求与大型发动机完全相同。而无人机用的发动机轴承作为其关键件之一,一直是制约无人机发展的重要瓶颈。研制开发其配套轴承是确保无人机成功研制的需要,是缩短现有国产无人机同发达国家的差距,无人机配套轴承的开发与研制,有助于今后不同型号、不同动力需求的无人机配套轴承系列化和个性化的发展。另外,由于无人机轴承要求重量轻、承载能力大和高转速,研制有一定的难度,并且因无人机属于军、民两用的范畴,所以国外在无人机轴承技术方面始终进行封锁。通过无人机轴承的研究不仅满足当前无人机轴承的配套,同时在新材料的研制、产品设计技术、加工工艺研究方面缩短了与国外的差距。无人机轴承的研制成功,不仅可以避免国外采购渠道的制约,同时也可保障无人机装备建设和发展。无人机轴承的研制成功,对我国无人机行业的发展及相关配套业起到积极的推进作用,对于保证国防安全意义重大,社会效益巨大。因此,研制开发其配套球轴承是研制开发无人机的可靠保证。

目前的双半内圈球轴承的生产工艺比较复杂,而且制造精度也往往不能满足实际的使用工况要求,从而导致不能满足工业生产和特殊产品发展配套的需要。因此,研制能够达到高速高温要求的精密球轴承的制造工艺,就成为轴承工业领域的攻关课题。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题,提供一种高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法,能够满足制作高速高温精密球轴承的使用要求和应用环境,机械化程度高,工艺路线设计合理,生产设备配套连续,生产的成套轴承技术指标先进,适应高速高温的配套性能要求,生产效率高,操作安全方便,工艺连续性好,社会经济效益良好,适用范围广泛。

为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:一种高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法,所述加工方法是先将轴承圆钢的锻件毛坯分别加工成外圈和内圈的工件坯料,具体加工步骤为:

(1)外圈车加工:粗车外内径、车第一面→细车外径、细车第二面→软磨第一、第二面→软磨外径→细车外内径→车倒角两面→细车外沟→热处理→粗磨平面→研磨平面→粗磨外径→粗磨外内径→粗磨外沟→第一次补充回火→磨倒角两面→研磨平面→细磨外径→终磨外内径→细磨外沟→终磨外径→终磨外沟→第二次补充回火→探伤、退磁→酸洗→研外内径→粗研外沟→精研外沟→修磨外径→退磁、清洗→提交磨加工前检验;

(2)内圈车加工:粗车内径、车第一面→细车内外径、细车第二面→软磨第一、第二面→软磨内外径→细车内径→车倒角两面→车内沟→热处理→粗磨平面→研磨平面→粗磨内外径→粗磨内径→粗磨内沟→第一次补充回火→磨倒角→研磨平面→终磨内外径→终磨内沟→终磨内径→第二次补充回火→探伤、退磁→酸洗→粗研内沟→精研内沟→退磁、清洗→提交磨加工前检验;

(3)外圈磨加工:粗磨平面→粗研平面→粗磨外径→粗磨外内径→粗磨外沟→第一次补充回火→磨倒角→终磨平面→研磨平面→终磨外径→终磨外内径→终磨外沟→第二次补充回火→探伤→酸洗→研外内径→精研外沟→修磨外径;

(4)内圈磨加工:粗磨平面→粗研平面→粗磨内外径→粗磨内径→粗磨内沟→第一次补充回火→磨倒角→终磨平面→研磨平面→终磨内外径→终磨内径→按内径尺寸分组→终磨内沟→第二次补充回火→探伤→酸洗→精研内沟;

(5)加工后的工件经过检验,经进行清洗装配工序的工艺过程,制成球轴承成套产品,成套球轴承的外圈径向跳动量为≤0.005mm,内圈端面背面对沟道的跳动量为≤0.005mm,外圈端面背面对沟道的跳动量为≤0.005mm,其额定转速为65565r/min,轴向负荷为544N,径向负荷为1156N,轴向游隙为152~200μm,径向游隙为40~60μm,轴承工作温度为100~120℃,轴承工作噪音为45dB。

进一步地,所述的高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法,其中在所述外圈和内圈的车加工过程中,分别按照工件的尺寸公差、形位公差的公差中心值控制加工尺寸,偏差不得大于0.02mm,并预留精研的加工余量。

进一步地,所述的高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法,其中在所述外圈和内圈的磨加工过程中,分别按照工件的尺寸公差、形位公差的公差中心值控制磨削精度,偏差不得大于0.008mm,并预留精研的加工余量。

进一步地,所述的高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法,其中所述的清洗装配工序的工艺过程是,先将精研过的工件进行检测,检测其沟道圆度、沟道表面粗糙度和沟曲率轮廓度指标满足质量要求,然后采用超声波零件清洗机对工件进行清洗,再进行分选、合套、铆合,采用成品精洗机,对装配后的成套轴承倾斜45°高速旋转喷淋,进行高速射流空气旋转清洗,再加注高温高速润滑脂,然后进行振动试验,检测成套轴承的径向跳动量、内圈和外圈的沟道侧摆差,最后检测双半沟的尺寸相互差、双半沟的法向跳动、双半沟的位置度和双半沟的压力线宽度。

采用本发明所述的一种高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法,与现有技术相比,其有益效果在于:通过在车加工和磨加工过程中进行与热处理工艺的有机配合,能够满足制作双半内圈球轴承的使用要求和应用环境,可广泛应用于为高速、高温、精密的机械主机配套。其技术指标先进,工艺路线合理。设备配置有效,工艺过程简便,衔接紧密,制成的成套轴承精度高,质量好,达到高速、高温的配套性能,适用范围广泛,具有良好的技术经济效益,较好地达到了预定目的。

具体实施方式

为进一步说明本发明的发明构思,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

一种高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法,以9Cr18不锈钢为例,先将轴承圆钢的锻件毛坯分别加工成外圈和内圈的工件坯料,具体加工步骤为:

(1)外圈车加工:粗车外内径、车第一面→细车外径、细车第二面→软磨第一、第二面→软磨外径→细车外内径→车倒角两面→细车外沟→热处理→粗磨平面→研磨平面→粗磨外径→粗磨外内径→粗磨外沟→第一次补充回火→磨倒角两面→研磨平面→细磨外径→终磨外内径→细磨外沟→终磨外径→终磨外沟→第二次补充回火→探伤、退磁→酸洗→研外内径→粗研外沟→精研外沟→修磨外径→退磁、清洗→提交磨加工前检验;

(2)内圈车加工:粗车内径、车第一面→细车内外径、细车第二面→软磨第一、第二面→软磨内外径→细车内径→车倒角两面→车内沟→热处理→粗磨平面→研磨平面→粗磨内外径→粗磨内径→粗磨内沟→第一次补充回火→磨倒角→研磨平面→终磨内外径→终磨内沟→终磨内径→第二次补充回火→探伤、退磁→酸洗→粗研内沟→精研内沟→退磁、清洗→提交磨加工前检验;

(3)外圈磨加工:粗磨平面→粗研平面→粗磨外径→粗磨外内径→粗磨外沟→第一次补充回火→磨倒角→终磨平面→研磨平面→终磨外径→终磨外内径→终磨外沟→第二次补充回火→探伤→酸洗→研外内径→精研外沟→修磨外径;

(4)内圈磨加工:粗磨平面→粗研平面→粗磨内外径→粗磨内径→粗磨内沟→第一次补充回火→磨倒角→终磨平面→研磨平面→终磨内外径→终磨内径→按内径尺寸分组→终磨内沟→第二次补充回火→探伤→酸洗→精研内沟;

(5)加工后的工件经过检验,经进行清洗装配工序的工艺过程,制成球轴承成套产品,成套球轴承的外圈径向跳动量为≤0.005mm,内圈端面背面对沟道的跳动量为≤0.005mm,外圈端面背面对沟道的跳动量为≤0.005mm,其额定转速为65565r/min,轴向负荷为544N,径向负荷为1156N,轴向游隙为152~200μm,径向游隙为40~60μm,轴承工作温度为100~120℃,轴承工作噪音为45dB。

进一步地,其中在外圈和内圈的车加工过程中,分别按照工件的尺寸公差、形位公差的公差中心值控制加工尺寸,偏差不得大于0.02mm,并预留精研的加工余量。

进一步地,其中在外圈和内圈的磨加工过程中,分别按照工件的尺寸公差、形位公差的公差中心值控制磨削精度,偏差不得大于0.008mm,并预留精研的加工余量。

进一步地,所述的高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法,其中所述的清洗装配工序的工艺过程是,先将精研过的工件进行检测,检测其沟道圆度、沟道表面粗糙度和沟曲率轮廓度指标满足质量要求,然后采用超声波零件清洗机对工件进行清洗,再进行分选、合套、铆合,采用成品精洗机,对装配后的成套轴承倾斜45°高速旋转喷淋,进行高速射流空气旋转清洗,再加注高温高速润滑脂,然后进行振动试验,检测成套轴承的径向跳动量、内圈和外圈的沟道侧摆差,最后检测双半沟的尺寸相互差、双半沟的法向跳动、双半沟的位置度和双半沟的压力线宽度。

采用本发明所述的一种高速高温精密双半内圈球轴承的加工方法,通过在车加工和磨加工过程中进行与热处理工艺的有机配合,能够满足制作双半内圈球轴承的使用要求和应用环境,可广泛应用于为高速、高温、精密的机械主机配套。其技术指标先进,工艺路线合理。设备配置有效,工艺过程简便,衔接紧密,制成的成套轴承精度高,质量好,达到高速、高温的配套性能,适用范围广泛,具有良好的技术经济效益,较好地达到了预定目的。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围之内。

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