一种高速高温精密深沟球轴承的制作工艺制造技术

一种高速高温精密深沟球轴承的制作工艺，将锻件毛坯加工成外圈和内圈的工件坯料，分别经过冷辗扩、热处理、粗磨、热稳定、精磨、研磨等各个工序的工艺过程，经过检验后进行清洗装配工序的工艺过程，制成轴承成套产品。冷辗扩工艺是采用冷辗扩机床，由主驱动的成型辗轮作模具外模、由从动的成型芯棒作模具内模，成型辗轮带动工件坯料转动，支承轮推动成型芯棒向前进给挤压工件坯料，辗扩成型。热稳定工艺将粗磨后的工件在回火炉内400℃温度中保温4个小时，出炉自然冷却。成套轴承的极限转速为12000r/min，极限工作温度为160℃，工作噪音≤45dB，额定负荷为Cr41.2KN、Cor24KN。制作精度高，配套性能好。

Manufacturing technology of high speed and high temperature precision deep groove ball bearing

The manufacturing process of high speed and high temperature and precision deep groove ball bearing is made. The forging blank is processed into the workpiece blank of outer ring and inner ring. The process of cold rolling, heat treatment, rough grinding, thermal stability, fine grinding, grinding and grinding are processed respectively. After inspection, the process process of cleaning assembly sequence is carried out to make a complete bearing production. Goods. Cold rolling process is the use of cold rolling machine, by the main drive of the forming of the mould and the mould, by the driven molding mandrel as the mold, forming the rolling wheel to drive the workpiece rotation, the support wheel pushes the molding mandrel forward to press the workpiece blank, rolling and forming. The heat stabilization process will heat the rough workpiece for 400 hours in the tempering furnace for 4 hours, and then cool down naturally. The limit speed of the complete set of bearings is 12000r/min, the limit working temperature is 160 degrees, the working noise is less than 45dB, the rated load is Cr41.2KN and Cor24KN. The production precision is high, and the matching performance is good.

【技术实现步骤摘要】
一种高速高温精密深沟球轴承的制作工艺
本专利技术涉及滚动轴承制造工艺，尤其涉及高速球轴承的制造工艺。
技术介绍
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。以目前国内深沟球轴承权威制造厂家哈尔滨轴承制造有限公司生产的6300系列精密深沟球轴承为例，主要生产工艺为：车内径、外径；软磨平面、外径；车滚道、车安装槽；热处理；硬磨平面、外径、内径、滚道；清洗、合套、测量、注脂、涂油、包装。所达到的主要技术性能指标如下：脂润滑极限转速7500r/min，油润滑极限转速9000r/min，最高工作温度120℃，额定负荷Cr40.8KN、Cor24KN。在某些急需高速度调频调速、高温、低噪音的高精度密封深沟滚动轴承的场合，现有技术工艺尚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。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是提供一种完整配套的精密球轴承的制造工艺，工艺路线和生产设备能够满足制作高速高温精密球轴承的要求，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。本专利技术的任务是这样实现的：研究设计一种高速高温精密深沟球轴承的制作工艺，先将轴承圆钢的锻件毛坯加工成外圈和内圈的工件坯料，再分别经过冷辗扩工序、热处理工序、粗磨工序、热稳定工序、精磨工序、研磨工序的各个工艺过程，加工后的工件经过检验，进行清洗装配工序的工艺过程，制成轴承成套产品，成套轴承的外圈径向跳动量≤0.005mm，内圈端面背面对沟道的跳动量≤0.005mm，外圈端面背面对沟道的跳动量≤0.005mm，轴承工作噪音为45dB，轴承极限转速为12000r/min，轴承工作极限温度为160℃，额定负荷为Cr41.2KN，Cor24KN。冷辗扩工序的工艺过程是：采用冷辗扩机床，在常温下将工件坯料进行辗扩产生塑性变形而成型，由主驱动的成型辗轮作模具外模，由从动的成型芯棒作模具内模，成型辗轮带动工件坯料旋转，成型芯棒装设在与进给装置固联的支承轮上，支承轮推动成型芯棒向前辗扩进给运动，挤压工件坯料，实现辗扩成型。辗扩进给运动的压力与进给行程之间的运动过程分为三个阶段：第一阶段为压紧变形阶段，成型辗轮带动工件坯料转动，支承轮推动成型芯棒进给压紧工件坯料，辗压力克服工件坯料金属的内部变形阻力以及工件坯料与模具间的摩擦力，内部金属晶格产塑性变形；第二阶段为稳定变形阶段，支承轮机构继续进给，工件坯料高度随进给力推进方向，在模具中辗扩变形，充满模具后形成稳定变形区高度；第三阶段为压力急剧上升阶段，支承轮机构在工件坯料稳定成型后继续向前运动时，辗扩压力会急剧上升，容易造成模具和辗扩机床损坏，整个冷辗扩工序的工艺过程应当在第二阶段结束后完成，然后辗扩定型的工件进入热处理工序。热处理工序的工艺过程是：采用链式隧道窑淬火炉，将辗扩定型的工件进行热处理，窑炉内温度为780～820℃，时间为40～60分钟；淬火油温度为65～75℃，淬火时间为15～20分钟，淬火回火温度165～180℃，回火时间3.5～4小时，使工件硬度达到HRC62～65。粗磨工序的工艺过程是：采用双端面磨床和宽无心磨床，配置100#L粒度的砂轮，对热处理后的工件端面、外径进行粗磨加工，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，并预留精磨的加工余量。热稳定工序的工艺过程是：采用回火炉，将粗磨后的工件在炉内400℃温度中保温4个小时，然后出炉自然冷却。精磨工序的工艺过程是：采用数控外圈沟道磨床、数控内圈沟道磨床、数控内圆磨床，配置120#L粒度的砂轮，分别对回火后的工件进行精磨加工，两端面尺寸差为公称尺寸-0.02mm，平行差为0.003mm，棱圆度差为0.003mm，锥度差为0.003mm；精磨内径的精度为公称尺寸Φd+0～-0.005mm，圆度差为0.004mm，棱圆度差为0.63mm，壁厚差为0.004mm，锥度差为0.003mm，表面粗糙度为Ra＝0.63μm；精磨外沟和内沟的沟道直径为Φ公称尺寸±0.02mm，圆度差为0.004mm，棱圆度差为0.004mm，壁厚差为0.004mm，沟道位置差为±0.015mm，沟道侧摆差为0.005mm，沟R尺寸差为±0.065mm，沟形圆弧误差为0.005mm，表面粗糙度为Ra＝0.63μm。研磨工序的工艺过程是：采用数控平面精研机、数控外圈沟道精研机、数控内圈沟道精研机，分别配置WA3000、WA4000、WA6000、WA3.5油石，分别对工件内圈和外圈的沟道进行多次研磨，要求达到的精度指标为：精研工件沟道的直径为Φ公称尺寸±0.02mm，圆度差为0.004mm，棱圆度为0.004mm，壁厚差为0.004mm，沟道位置差为±0.015mm，沟R尺寸差为+0.065mm，沟形圆弧误差为0.005mm，表面粗糙度为Ra＝0.03μm，波纹度值为0.05μm。清洗装配工序的工艺过程是：先将精研过的工件进行检测，在光饰机内用锯末将外圈滚道、和防尘盖安装槽中的污物处理干净，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，对游隙进行检测，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，再采用自动注脂机，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，刻印精度标记，填写合格证，然后采用自动涂油包装机进行涂油包装。本专利技术采用的冷辗扩工艺是一种少无切屑的新工艺，能够最大限度地使工件形状和精度接近于成品零件的标准要求，并可显著改善工件内在质量，提高强度和韧性。制成的成套轴承的极限转速达12000r/min，工作温度达160℃，旋转精度达到P5级，加速度振动噪音≤45dB，额定负荷Cr41.2KN、Cor24KN，可广泛地用于为高速、高温、精密的机械主机配套应用。按照上述技术方案进行试制、试验，证明本专利技术技术指标先进，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。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式加以说明。以6300系列密封大游隙深沟球轴承为例，将GCr15高碳铬轴承专用圆钢制成锻件毛坯，按照本专利技术技术方案进行制作，精确控制内圈、外圈工件坯料公差，精度重量公差在1g以内，沟道尺寸公差在±0.04mm以内。冷辗扩工艺加工是由一个主动的成型辗轮限定工件成形外表面形状，一个从动的成型芯棒限定工件成形内表面形状，组成配套模具；成型芯棒和工件坯料由支承轮支承。进行辗扩工件坯料加工时，辗轮带动工件坯料旋转，成型芯棒在支承轮推动下挤压工件坯料，支承轮与冷辗扩机床的进给装置固定联接。在辗扩过程中，随着工件坯料进给行程的变化，辗压力具有明显的阶段性。冷辗扩工序的压力与行程的运动过程关系可分为三个阶段：第一阶段为压紧变形阶段，辗扩开始，支承轮机构开始进给，辗压力必须克服工件坯料金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速高温精密深沟球轴承的制作工艺，其特征在于是先将轴承圆钢的锻件毛坯加工成外圈和内圈的工件坯料，再分别经过冷辗扩工序、热处理工序、粗磨工序、热稳定工序、精磨工序、研磨工序的各个工艺过程，加工后的工件经过检验，进行清洗装配工序的工艺过程，制成轴承成套产品，成套轴承的外圈径向跳动量≤0.005mm，内圈端面背面对沟道的跳动量≤0.005mm，外圈端面背面对沟道的跳动量≤0.005mm，轴承工作噪音为45dB，轴承极限转速为12000r/min，轴承工作极限温度为160℃，额定负荷为Cr41.2KN，Cor24KN。

【技术特征摘要】
1.一种高速高温精密深沟球轴承的制作工艺，其特征在于是先将轴承圆钢的锻件毛坯加工成外圈和内圈的工件坯料，再分别经过冷辗扩工序、热处理工序、粗磨工序、热稳定工序、精磨工序、研磨工序的各个工艺过程，加工后的工件经过检验，进行清洗装配工序的工艺过程，制成轴承成套产品，成套轴承的外圈径向跳动量≤0.005mm，内圈端面背面对沟道的跳动量≤0.005mm，外圈端面背面对沟道的跳动量≤0.005mm，轴承工作噪音为45dB，轴承极限转速为12000r/min，轴承工作极限温度为160℃，额定负荷为Cr41.2KN，Cor24KN。2.按照权利要求1所述的高速高温精密深沟球轴承的制作工艺，其特征在于所述的冷辗扩工序的工艺过程是：采用冷辗扩机床，在常温下将工件坯料进行辗扩产生塑性变形而成型，由主驱动的成型辗轮作模具外模，由从动的成型芯棒作模具内模，成型辗轮带动工件坯料旋转，成型芯棒装设在与进给装置固联的支承轮上，支承轮推动成型芯棒向前辗扩进给运动，挤压工件坯料，实现辗扩成型。3.按照权利要求2所述的高速高温精密深沟球轴承的制作工艺，其特征在于所述的辗扩进给运动的压力与进给行程之间的运动过程分为三个阶段：第一阶段为压紧变形阶段，成型辗轮带动工件坯料转动，支承轮推动成型芯棒进给压紧工件坯料，辗压力克服工件坯料金属的内部变形阻力以及工件坯料与模具间的摩擦力，内部金属晶格产塑性变形；第二阶段为稳定变形阶段，支承轮机构继续进给，工件坯料高度随进给力推进方向，在模具中辗扩变形，充满模具后形成稳定变形区高度；第三阶段为压力急剧上升阶段，支承轮机构在工件坯料稳定成型后继续向前运动时，辗扩压力会急剧上升，容易造成模具和辗扩机床损坏，整个冷辗扩工序的工艺过程应当在第二阶段结束后完成，然后辗扩定型的工件进入热处理工序。4.按照权利要求1所述的高速高温精密深沟球轴承的制作工艺，其特征在于所述的粗磨工序的工艺过程是：采用双端面磨床和宽无心磨床，配置100#L粒度的砂轮，对热处理后的工件端面、外径进行粗磨加工，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，并预留精磨的加工余量。5.按照权利要求1所述的高速高温精密深沟球轴承的制作工艺，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周栋，
申请(专利权)人：余姚市奥祥轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33