角接触球轴承制造技术

角接触球轴承具备：内圈，在外周面具有截面圆弧状的内圈滚道槽；外圈，在内周面具有截面圆弧状的外圈滚道槽；以及多个滚珠，滚动自如地设置在所述内圈滚道槽与所述外圈滚道槽之间。所述内圈滚道槽的槽曲率半径与滚珠直径的比(Ri)为54～58％，所述外圈滚道槽的槽曲率半径与所述滚珠直径的比(Ro)为51～58％，且Ri

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】角接触球轴承


[0001]本专利技术涉及角接触球轴承，特别是涉及用于各种机床用主轴、马达用等的球轴承。

技术介绍

[0002]近年来，为了提高加工效率、生产率，机床的主轴不断高速化，伴随于此，在机床用主轴中使用的角接触球轴承的转速也在不断上升。通常，当角接触球轴承高速旋转时，在滚珠与滚道面的接触点处产生由自旋运动、陀螺运动引起的较大滑动，另外，由于作用于内圈、滚珠的离心力等的影响，轴承内部间隙减小，滚珠与滚道面的接触表面压力增加，其结果是，发热变高。若发热量增加，则油的粘度降低，在滚珠与滚道圈之间的滚动接触部处引起油膜破裂，产生轴承烧死、主轴的热位移变大、加工精度变差等问题。
[0003]作为用于使角接触球轴承的发热量降低的现有技术，例如已知有将外圈的槽曲率半径比设为50.5～53％、将内圈的槽曲率半径比设为52.5～60％的技术(参照专利文献1)、将外圈与内圈的槽曲率半径比均设为54～57％的技术(参照专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2000/37813号
[0007]专利文献2：日本特开2005
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240881号公报

技术实现思路

[0008]专利技术欲解决的技术问题
[0009]然而，在专利文献1及2中，通过将外圈及内圈的槽曲率半径比设定得较大，从而实现低发热化，但存在滚动体与滚道面的接触部的表面压力变高的倾向。在从轴向侧面观察轴承的情况下，滚动体与内圈的滚道面的接触部和滚动体与外圈的滚道面的接触部分别成为滚动体圆弧的外周部与内圈滚道面圆弧的外周部的接触、滚动体圆弧的外周部与外圈滚道面圆弧的内周部的接触，因此存在内圈的滚道面的接触表面压力变得特别高的倾向。因此，在静止时的外部冲击载荷被施加于角接触球轴承时，在内圈滚道面容易产生压痕。此处的外部冲击载荷不是在通常的切削时所负载的加工载荷，而是由于主轴(包括刀具在内的部件)与加工工件、治具、构成加工室内的机床的部件意外地干涉而产生的碰撞载荷、更换刀具时的松开载荷、主轴的组装工序时的意外碰撞、输送轴承单件时由于轴承受到的振动、冲击而引起的载荷，是比运转时的加工载荷大十倍以上的大载荷。因此，若在因外部冲击载荷而在滚道面产生压痕的状态下进行运转，则有可能产生振动而使加工工件的加工面的品质降低，或者产生以滚道面的压痕为起点的剥离等。
[0010]本专利技术是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种角接触球轴承，其能够降低发热量，并且能够抑制由静止时的外部冲击载荷引起的损伤。
[0011]用于解决问题的技术手段
[0012]为了解决上述问题，本专利技术提供下述所示的角接触球轴承。
[0013](1)一种角接触球轴承，其特征在于，具备：
[0014]内圈，所述内圈在外周面具有截面圆弧状的内圈滚道槽；
[0015]外圈，所述外圈在内周面具有截面圆弧状的外圈滚道槽；以及
[0016]多个滚珠，多个所述滚珠滚动自如地设置于所述内圈滚道槽与所述外圈滚道槽之间，其中，
[0017]所述内圈滚道槽的槽曲率半径与滚珠直径的比(Ri)为54～58％、所述外圈滚道槽的槽曲率半径与所述滚珠直径的比(Ro)为51～58％、且Ri
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Ro≥0％，并且
[0018]至少所述内圈滚道槽的当所述滚珠与所述内圈滚道槽的接触部中央处的所述滚珠及所述内圈滚道槽的永久变形量之和为所述滚珠直径的一万分之一时的最大表面压力为4.7～6.0GPa。
[0019](2)根据(1)所述的角接触球轴承，其中，
[0020]Ri
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Ro≥1％。
[0021](3)根据(1)或(2)所述的角接触球轴承，其中，
[0022]至少在所述内圈滚道槽通过机械加工形成有表面硬化层。
[0023](4)根据(1)或(2)所述的角接触球轴承，其中，
[0024]在所述内圈滚道槽和所述外圈滚道槽中，仅在所述内圈滚道槽通过机械加工形成有表面硬化层。
[0025](5)根据上述(1)至(4)中任一项所述的角接触球轴承，其中，
[0026]所述滚珠的材质为陶瓷。
[0027](6)根据上述(1)至(5)中任一项所述的角接触球轴承，其中，
[0028]滚珠直径/截面高度的比值为0.39～0.65倍。
[0029](7)根据上述(6)所述的角接触球轴承，其中，
[0030]所述滚珠直径/截面高度的比值为0.55～0.65倍。
[0031](8)根据上述(1)至(7)中任一项所述的角接触球轴承，其中，
[0032]所述角接触球轴承被用于dmn80万以上的机床主轴，并且所述角接触球轴承被施加预压。
[0033](9)根据上述(1)至(8)中任一项所述的角接触球轴承，其中，
[0034]所述内圈和所述外圈的至少一者由钢构成，所述钢含有0.2～1.2质量％的C、0.7～1.5质量％的Si、0.5～1.5质量％的Mo、0.5～2.0质量％的Cr、剩余部分为Fe及不可避免的杂质元素，并且
[0035]所述角接触球轴承表面碳浓度为0.8～1.3质量％，表面氮浓度为0.2～0.8质量％。
[0036]专利技术效果
[0037]根据本专利技术的角接触球轴承，能够降低发热量，并且能够抑制由静止时的外部冲击载荷引起的损伤。特别是，本专利技术的角接触球轴承作为在dmn80万以上的高速旋转中使用的机床主轴用的角接触球轴承是有用的。
附图说明
[0038]图1是作为本专利技术的球轴承的一例的、角接触球轴承的局部放大剖视图。
[0039]图2是用于说明自旋滑动的示意图。
[0040]图3是用于说明自旋滑动的示意图，是将内圈的内圈滚道槽放大示出的图。
[0041]图4是用于说明自旋滑动的示意图，(a)是示出离心力作用的方向的图，(b)是示出内圈槽曲率半径比大的情况下的自旋量的图，(c)是示出内圈槽曲率半径比小的情况下的自旋量的图。
[0042]图5是在分析条件1的情况下，通过计算求出内圈槽曲率半径比(Ri)与内圈侧和外圈侧的合计自旋发热量的关系的图表。
[0043]图6是在分析条件1的情况下，通过计算求出外圈槽曲率半径比(Ro)与内圈侧和外圈侧的合计自旋发热量的关系的图表。
[0044]图7是在分析条件1的情况下，通过计算值求出Ri
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Ro与内圈表面压力和外圈表面压力的比之间的关系的图表。
[0045]图8是在分析条件2的情况下，通过计算求出内圈槽曲率半径比(Ri)与内圈侧和外圈侧的合计自旋发热量的关系的图表。
[0046]图9是在分析条件2的情况下，通过计算求出外圈槽曲率半径比(Ro)与内圈侧和外圈侧的合计自旋发热量的关系的图表。
[0047]图10是在分析条件3的情况下，通过计算求出内圈槽曲率半径比(Ri)与内圈侧和外圈侧的合计自旋发热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种角接触球轴承，其特征在于，具备：内圈，所述内圈在外周面具有截面圆弧状的内圈滚道槽；外圈，所述外圈在内周面具有截面圆弧状的外圈滚道槽；以及多个滚珠，多个所述滚珠滚动自如地设置于所述内圈滚道槽与所述外圈滚道槽之间，其中，所述内圈滚道槽的槽曲率半径与滚珠直径的比(Ri)为54～58％，所述外圈滚道槽的槽曲率半径与所述滚珠直径的比(Ro)为51～58％，且Ri
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Ro≥0％，并且当所述滚珠与所述内圈滚道槽的接触部中央处的所述滚珠及所述内圈滚道槽的永久变形量之和为所述滚珠直径的一万分之一时，至少所述内圈滚道槽的最大表面压力为4.7～6.0GPa。2.根据权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于，Ri
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Ro≥1％。3.根据权利要求1或2所述的角接触球轴承，其特征在于，至少在所述内圈滚道槽通过机械加工形成有表面硬化层。4.根据权利要求1或2所述的角接触球轴承，其特征在于，在所述内圈滚道槽和所述外圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾我修二，胜野美昭，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：