套圈精密硬车成型的滚动轴承的加工方法技术

套圈精密硬车成型的滚动轴承的加工方法，其特征在于，轴承内圈和外圈整体精密硬车成型或套圈部分关键表面精密硬车成型，关键表面包括：滚道、滚道挡边、滚道油沟、密封槽、套圈挡边、沟型滚道边缘倒角等，精密硬车成型替代的是现有技术的磨削（如滚道等）成型和软车成型（如密封槽等），精密硬车克服了滚道等表面磨削成型存在的滚道截面形状设计受限、磨削变质甚至烧伤等技术和质量问题，精密硬车克服了密封槽、沟型滚道边缘倒角等表面软车成型存在的加工精度不高、热处理变形等技术和质量问题，使套圈各表面能够面向工况进行设计，而且能够以非常高的形位精度成型，使套圈关键表面的形状和性能都得以控制，对高密封、高可靠性等高性能滚动轴承的设计和制造具有非常重要的工程实际意义。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，其特征在于，轴承内圈和外圈整体精密硬车成型或套圈部分关键表面精密硬车成型，关键表面包括：滚道、滚道挡边、滚道油沟、密封槽、套圈挡边、沟型滚道边缘倒角等，精密硬车成型替代的是现有技术的磨削（如滚道等）成型和软车成型（如密封槽等），精密硬车克服了滚道等表面磨削成型存在的滚道截面形状设计受限、磨削变质甚至烧伤等技术和质量问题，精密硬车克服了密封槽、沟型滚道边缘倒角等表面软车成型存在的加工精度不高、热处理变形等技术和质量问题，使套圈各表面能够面向工况进行设计，而且能够以非常高的形位精度成型，使套圈关键表面的形状和性能都得以控制，对高密封、高可靠性等高性能滚动轴承的设计和制造具有非常重要的工程实际意义。【专利说明】
本专利技术涉及滚动轴承
，特别涉及一种。
技术介绍
随着主机向高速、重载、绿色、高可靠性发展，对滚动轴承提出了越来越高的要求，尤其要求具有更高的运行可靠度和更长的运行寿命。理论和实践已经证明，影响轴承运行可靠度和寿命的关键因素分为两个大的方面，第一就是密封精度和可靠性，密封精度不高、不可靠，结果就是轴承内的润滑脂往轴承外泄露和轴承外的各种异物往轴承内侵入，导致润滑失效、密封失效、磨损失效，而这些失效相对于经典的疲劳剥落失效，都属于摩擦学失效形式、早期失效形式，因而大大降低了轴承的运行可靠度和运行寿命；第二轴承套圈和滚动体工作表面的几何精度以及表面、次表面的物理、化学和机械性能，即形状和性能，如果这些工作表面的形状和性能得不到良好控制，比如存在较大几何偏差、局部缺陷、磨削烧伤或磨削变质层、表面拉应力或表面应力集中，都将显著增大轴承内部的接触应力或显著降低轴承的承载能力，增大轴承早发磨损失效和疲劳剥落失效的风险，降低轴承的运行可靠度和运行寿命。而现有技术对提高轴承的密封精度、有效控制轴承工作表面的形状和性能方面恰恰存在原理和方法上的问题。因为轴承失效多先发于轴承套圈滚道，又因为，在密封件确定的情况下，轴承的密封精度取决于套圈的制造精度，因此，轴承套圈的加工成形方法就成为关键当中的关键。现有技术轴承套圈制造通常采取如下加工工艺:毛坯成形(锻件或管件)一退火一车削或冷辗扩一淬火、回火一磨削一滚道超精，共有6大类工序，其中，磨削工序又包括磨套圈外径或内径、磨两个端面、磨挡边和磨滚道4工序，因此，在套圈热处理后，外圈或内圈都至少经历4次磨削和I次超精，考虑磨削和超精一般都会分为粗磨和精磨、粗超和精超，因此，外圈或内圈要经过至少10道工序才能成型，由此产生如下诸多问题:(I)套圈所有表面均在不同的设备上以不同的加工方式加工成型，各表面之间的形状和位置精度，比如密封槽与滚道表面、外径表面、内径表面的相互位置精度，就较难保证，影响到轴承的密封精度；(2)套圈密封槽在热处理前车削完成，热处理时会发生淬火形变，而密封槽在热处理后不再也无法再加工，影响到轴承的密封精度；(3)除密封槽外的套圈其它表面，多采用磨削和超精方式成型，以轴承滚道为例，在热处理后，至少经历粗磨、精磨、粗超和精超四个工序，定位误差、误差复映在所难免，存在不圆度、波纹度等几何误差，这类比粗糙度宏观的误差，不可能通过超精去除；(4)磨削属于随机材料去除加工，加工过程也是砂轮上磨粒随机脱落的过程，这些脱落的磨粒会黏附在滚道表面上，轧入滚道表面，也会擦伤滚道表面，因此，经磨削成型的滚道表面，理论上其局部缺陷在所难免，应力集中在局部缺陷处产生，破坏了滚道表面的形状完整性和性能完整性,成为轴承磨损源和疲劳源；(5)磨削加工散热条件较差，因此磨削区温度极高，将不可避免地产生磨削烧伤或磨削变质层，降低了滚道表面的硬度和承载能力，加之磨削易产生表面拉应力，或即便产生压应力，压应力层的深度也比较浅，无法实现滚动轴承套圈的抗疲劳制造；(6)加工工序多，加工动用的设备类型和数量多，需要准备的工装卡具多，投入的劳动力多，另外，所有工序均需要切削液，因此，现有技术轴承套圈的加工方法也是不经济、不绿色的；(7)滚道磨削一般采用电磁无心卡具，该卡具不能吸附没有磁性的材料，所以，对不锈钢套圈、非金属套圈等无法进行磨削；(8)电磁无心卡具支撑滚道切入无心磨削方式,在加工薄壁套圈时，由于电磁吸力会引起套圈变形，无法获得高的加工精度；在加工套圈端面面积较小等形状比较复杂的套圈滚道，比如轴连轴承内圈即细长轴时，因电磁吸力不够，无法获得高的加工精度或根本无法加工；(9)轴承套圈密封槽的形状和位置精度直接影响到轴承的密封精度以及防尘、漏脂和温升性能，并进而影响到轴承的运行可靠度和运行寿命，而密封槽的形状和位置精度是由其加工成型方式决定的。现有技术中，轴承套圈密封槽都是软车成型，在套圈热处理后不再进行加工。轴承套圈密封槽软车成型存在下列不足或缺陷:(1)软车削由于材质不够硬，难以获得较高的表面光洁度，甚至会存在车刀丝，在采用接触式密封时，容易引起与之接触的密封件的密封唇磨损，进而影响轴承的防尘、密封寿命；(2)密封槽在软车削时，夕卜圈往往以软车后的外圆表面进行定位，内圈往往以软车后的内圆表面进行定位，而软车出的这些定位表面的精度都不可能很高，因此密封槽的形位精度有限；(3)密封槽在热处理前软车削完成，热处理时会发生淬火形变，而密封槽在热处理后不再也无法再加工，影响到轴承的密封精度。同时，现有技术套圈滚道磨削和油石超精成型方式，也使滚道的形状设计受到很大的局限:目前滚道磨削主要采用范成法或切入法，超精则采用往复振荡法，这就限定了轴承滚道的设计形式，对球轴承，滚道截形只能是单一圆弧形定曲率沟形滚道，对滚子轴承，滚道截形只能是定曲率直线滚道，如采用其它滚道截形，磨削加工存在很大困难，保形超精加工(保持滚道设计形状或磨削已经获得的滚道形状)从原理上就无法实现。而单一圆弧形沟形滚道与球接触，存在一个理论接触点，接触刚度受到限制，而接触刚度不高首先意味着，在同样的外部载荷和运行条件下，外圈和内圈会存在较大的相对位移，从而影响到轴承的密封间隙，降低了轴承的运转精度和密封精度，同时意味着，轴承的承载能力受到限制；直线滚道与滚子接触，会在滚子两端产生应力集中，这对滚子轴承的运行平稳性和运行可靠度显然是十分有害的。现有技术里，为提高轴承承载能力，改善滚动体与滚道的接触应力，也有将球轴承套圈滚道截形设计为非单一圆弧形变曲率沟形滚道，比如尖桃形沟形滚道的，将滚子轴承套圈滚道截形设计为变曲率比如对数凸度形的，但是，这些变曲率滚道截形依靠现行磨削加工方式，无法给予精密成型，超精研虽能降低滚道表面的粗糙度，但却不能改善滚道的形状精度，甚至当超精研加工量较大时，对滚道形状精度还具有破坏作用，因此，经常出现变曲率滚道四不像的情况，这样的滚道从提高轴承运行可靠度和运行寿命的角度看，甚至连经典的单一圆弧形沟形滚道和直线滚道都不如。还有，依靠超精研成型变曲率滚道，比如对数凸度滚道，滚道形状参数受到很大限制，比如，凸度不能大，否则，加工效率和成本就不能承受，但对于承受重载的滚子轴承，有时，大凸量设计是必要的。单向轴承采用的楔形滚道，滚道由若干个楔形面和楔形槽组成，更无法通过磨削加工成型。总之，现行轴承套圈磨削和超精成型方式，无论是对于定曲率沟形和非沟形滚道、变曲率沟形和非沟形滚道，都存在比较突出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种套圈精密硬车成型的滚动轴承的加工方法，所述的滚动轴承包括内圈、外圈，其特征在于包括以下步骤：1）套圈加工，包括以下操作：①制备留有加工余量的半成品内圈、外圈，②将留有加工余量的半成品内圈、外圈淬火、回火热处理，③将热处理后的内圈、外圈分别进行整体精密硬车成型加工，或部分精密硬车成型加工；2）轴承合套装配，将步骤1）③中的整体或部分精密硬车成型加工后的内圈、外圈与成品滚动体分选合套，并完成整套轴承的装配。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵联春，赵思澄，陈淑英，
申请(专利权)人：上海斐赛轴承科技有限公司，
类型：发明
国别省市：