CN102588439A - 一种高精度角接触陶瓷球轴承的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高精度角接触陶瓷球轴承的生产工艺，属于轴承制造领域。一种高精度角接触陶瓷球轴承的生产工艺，包括外圈、内圈、保持架和滚动体的生产工艺及各个部件之间的组装工艺。该生产工艺具有材料利用率高、生产效率高等特点，应用该生产工艺制得的角接触陶瓷球轴承具有超高精度的显著特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种高精度角接触陶瓷球轴承的生产工艺，属于轴承制造领域。
背景技术
角接触球轴承广泛用于机械制造、航空航天、交通运输、能源、电力、采矿、冶金、建筑、化工、IT、家电等国防民用的几乎所有行业。角接触球轴承包括的内圈、外圈、滚子和保持架，可同时承受径向负荷和轴向负荷，能在较高的转速下工作，是应用较为广泛的轴承之一。现在比较普遍的生产角接触球轴承套圈的工艺过程包括车加工（平面、外径、内孔、沟道、倒角）、热处理、磨加工（平面、外径、内孔、沟道）、沟道超精，整个流程主要是车加工比较繁琐，且加工的球轴承套圈精度不高、材料利用率低、生产周期长、生产效率低、制造成本高。
发明内容
鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种高精度角接触陶瓷球轴承的生产工艺，包括外圈、内圈、保持架和滚动体的生产工艺及各个部件之间的组装工艺，该生产工艺具有材料利用率高、生产效率高等特点，应用该生产工艺制得的角接触陶瓷球轴承具有超高精度的显著特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高精度角接触陶瓷球轴承的生产工艺，包括外圈、内圈、保持架和滚动体的生产工艺及各个部件之间的组装工艺，所述的滚动体为氮化硅陶瓷材料制成；
1．套圈（外圈和内圈）生产工艺：采用机床将坯料车加工成环形；进行冷碾扩工艺，将套圈基本加工成型；热处理和深冷处理：热处理淬火硬度HRC60-63，深冷温度控制在零下60℃至零下90℃；经过冷碾扩工艺的工件进行初磨以及精磨工艺，对套圈的平面、外径、内孔、沟道进行磨加工，达到零件的尺寸精度；最后进行超精研磨工序，对轴承套圈的沟道进行超精研磨，降低沟道的粗糙度和提高沟道的圆度，其粗糙度小于0.015Ra。
2．保持架的生产工艺：将工件进行车加工工序；随后进行钻孔工序，同时加工润滑孔；再进行浸油工序；最后进行剖光工序；
3. 滚动体的生产工艺：
1）压制成形：采用冷等静压的方法进行压制成形，压力为100-250MPa；
2）烧结：在高温高压气压炉中，进行烧结，其烧结压力为150-200Mpa；烧结温度为1600-2200℃；
3）外圆磨：使用高精度无心磨床进行外圆磨，球度小于2μm，表面粗糙度小于0.4μm；
4）研磨和抛光：滚动体的球度不超过1μm，表面粗糙度不超过0.125μm。
4．各个部件的组装工艺艺包含以下工序：在组装设备的外圈台肩处放置已加热的轴承外圈，在外圈台肩处有一个卡槽将外圈卡住，放置保持架在保持架台肩处，然后放置陶瓷球滚动体在陶瓷球台肩处，利用轴承球滚动体自身重量和引导面引导，将轴承球滚动体滑入保持架兜孔之中。然后放置内圈在内圈台肩处，稍稍用力将内圈下压，使滚动体全部进入内圈沟道和外圈沟道，此时拿起外圈，即可取下整套轴承，完成全部组装。
本发明的有益效果是：本发明提供的滚动体采用氮化硅陶瓷材料,在陶瓷滚动体的烧结工艺中，其各向均衡受压，可以达到理论理想密度，具有致密性好、强度好、耐疲劳等优点，同时其生产工艺简单，在滚动体烧结过程中，温度优选为1800℃，氮化硅烧结体的致密性非常好，各项力学和物化性能完全符合高精高速陶瓷轴承使用滚动体的要求。套圈生产工艺中的冷辗扩工序的作用是减少车加工工序，提高轴承套圈的耐疲劳性和精度，并且降低原材料的消耗。如果采用通常的切削加工方法来制造，材料的利用率通常为40~50%，而用冷辗压方法制造，材料利用率则可达70~80%。该工艺具有过程简单，生产周期短，生产效率高的特点。保持架的生产工艺使得保持架的外圆圆度小于0.05mm，兜孔分度误差小于0.15度，大大提高了保持架的精度。利用组装设备进行组装，组装的机械化程度高，安全性高，精度高，降低了施工成本。
附图说明
图1是一种高精度角接触陶瓷球轴承的结构示意图；
图2是一种组装设备的结构示意图；
附图标记如下：1、外圈，2、滚动体，3、内圈，4、保持架，5、外圈台肩，6、保持架台肩，7、陶瓷球台肩，8、内圈台肩。
具体实施方式
一种高精度角接触陶瓷球轴承的生产工艺，包括外圈1、内圈3、通过保持架4设置于外圈1和内圈3间的滚动体2的生产工艺及各个部件之间的组装工艺，所述的滚动体2为氮化硅陶瓷材料制成；
1．套圈（外圈1和内圈3）生产工艺：采用机床将坯料车加工成环形；进行冷碾扩工艺，将套圈基本加工成型；热处理和深冷处理：热处理淬火硬度HRC60-63，深冷温度控制在零下60℃至零下90℃；经过冷碾扩工艺的工件进行初磨以及精磨工艺，对套圈的平面、外径、内孔、沟道进行磨加工，达到零件的尺寸精度；最后进行超精研磨工序，对轴承套圈的沟道进行超精研磨，降低沟道的粗糙度和提高沟道的圆度，其粗糙度小于0.015Ra。
2．保持架4的生产工艺：将工件进行车加工工序；随后进行钻孔工序，同时加工润滑孔；再进行浸油工序；最后进行剖光工序；
3. 滚动体2的生产工艺：
1）压制成形：采用冷等静压的方法进行压制成形，压力为100-250MPa；
2）烧结：在高温高压气压炉中，进行烧结，其烧结压力为150-200Mpa；烧结温度为1600-2200℃；
3）外圆磨：使用高精度无心磨床进行外圆磨，球度小于2μm，表面粗糙度小于0.4μm；
4）研磨和抛光：滚动体2的球度不超过1μm，表面粗糙度不超过0.125μm。
4．各个部件的组装工艺艺包含以下工序：在组装设备的外圈台肩5处放置已加热的轴承外圈1，在外圈台肩5处有一个卡槽将外圈1卡住，放置保持架4在保持架台肩6处，然后放置陶瓷球滚动体2在陶瓷球台肩7处，利用轴承球滚动体2自身重量和引导面引导，将轴承球滚动体2滑入保持架4兜孔之中。然后放置内圈3在内圈台肩8处，稍稍用力将内圈3下压，使滚动体2全部进入内圈沟道和外圈沟道，此时拿起外圈1，即可取下整套轴承，完成全部组装。
Claims (1)
1.一种高精度角接触陶瓷球轴承的生产工艺，包括外圈、内圈、保持架和滚动体的生产工艺及各个部件之间的组装工艺，其特征在于：所述的滚动体为氮化硅陶瓷材料制成；具体工艺如下：
I．套圈（外圈和内圈）生产工艺：采用机床将坯料车加工成环形；进行冷碾扩工艺，将套圈基本加工成型；热处理和深冷处理：热处理淬火硬度HRC60-63，深冷温度控制在零下60℃至零下90℃；经过冷碾扩工艺的工件进行初磨以及精磨工艺，对套圈的平面、外径、内孔、沟道进行磨加工，达到零件的尺寸精度；最后进行超精研磨工序，对轴承套圈的沟道进行超精研磨，降低沟道的粗糙度和提高沟道的圆度，其粗糙度小于0.015Ra；
II．保持架的生产工艺：将工件进行车加工工序；随后进行钻孔工序，同时加工润滑孔；再进行浸油工序；最后进行剖光工序；
III. 滚动体的生产工艺：
1）压制成形：采用冷等静压的方法进行压制成形，压力为100-250MPa；
2）烧结：在高温高压气压炉中，进行烧结，其烧结压力为150-200Mpa；烧结温度为1600-2200℃；
3）外圆磨：使用高精度无心磨床进行外圆磨，球度小于2μm，表面粗糙度小于0.4μm；
4）研磨和抛光：滚动体的球度不超过1μm，表面粗糙度不超过0.125μm；
IV．各个部件的组装工艺艺包含以下工序：在组装设备的外圈台肩处放置已加热的轴承外圈，在外圈台肩处有一个卡槽将外圈卡住，放置保持架在保持架台肩处，然后放置陶瓷球滚动体在陶瓷球台肩处，利用轴承球滚动体自身重量和引导面引导，将轴承球滚动体滑入保持架兜孔之中；然后放置内圈在内圈台肩处，稍稍用力将内圈下压，使滚动体全部进入内圈沟道和外圈沟道，此时拿起外圈，即可取下整套轴承，完成全部组装。
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