CN106670734A - 一种蜗轮式回转支承的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蜗轮式回转支承的加工方法，属于回转支承加工技术领域。本发明中外圈加工工序流程为：粗车—半精车—热处理—精车—滚齿—划线—钻孔—车磨，中圈加工工序流程为：粗车—镗、钻—半精车—热处理—精车—划线—钻孔—车磨，内圈加工工序流程为：粗车—半精车—精车I—插齿—热处理—精车II—划线—钻孔—车磨。采用本发明的方法加工的回转支承，可满足娱乐机械、轻工业机械、灌装机械等行业对双向回转运动的要求，能承受较大的翻转力矩，且轮齿的耐磨性明显提高，密封圈与回转支承之间的安装更加牢固，不易脱落，大大延长了其使用寿命。

Description

一种蜗轮式回转支承的加工方法

技术领域

本发明属于回转支承加工技术领域，更具体地说，涉及一种蜗轮式回转支承的加工方法。

背景技术

回转支承在现实工业中应用很广泛，被人们称为“机器的关节”，是两物体之间需作相对回转运动，又需同时承受轴向力、径向力、倾翻力矩等综合载荷的机械所必需的重要传动部件，具有结构紧凑、运动平稳、精度高和承载能力强等特点。除了各种工程机械、港口设备、冶金设备、石油钻井平台、风力发电之外，回转支承的应用范围已逐渐扩大至灌装机械行业，如娱乐机械、饮料灌装机械、酒类灌装机械等。

目前，传统的回转支承设备通常采用单滚道回转支承，通过内外圈齿轮啮合的方式来传递驱动，即回转支承可以有一个圈带齿轮，内圈带内齿轮或外圈带外齿轮，在安装时，一般是将无齿圈固定在主机设备的主体部分，让齿圈进行传递动力和驱动回转。这种传统的单条滚道的回转支承只能完成一个自由度的相对回转运动，当主机设备需要进行相向回转运动(如灌装机械的机构相向运动)时，采用一套回转支承就不能满足使用要求，为此需要同时使用两套回转支承来进行传动，从而导致设备结构臃肿，且设备使用过程中稳定性相对较差、回转精度低，不能满足设备对轴向力、径向力和倾覆力矩的要求。

经检索，关于双滚道回转支承的专利已有较多公开。

如，中国专利申请号：201320310649.4，申请日：2013年06月02日，发明创造名称为：一种内外齿双驱动双滚道回转支承，该申请案的内外齿双驱动双滚道回转支承包括外齿圈、中圈、内齿圈、钢球以及隔离块，中圈由截面各带有一半圆凹槽的中上圈和中下圈所组成，中上圈和中下圈用连接螺栓相互固定，半圆凹槽相对，使得中圈和内齿圈、外齿圈之间形成两条球形断面的空腔，钢球在这两条空腔中形成两条两端呈圆弧状的滚道，隔离块设置在空腔与钢球接触处。又如，中国专利申请号：201220290133.3，申请日：2012年06月19日，发明创造名称为：新型双列等径球式回转支承，该申请案包括外齿圈、中圈、内齿圈、钢球、隔离块、密封带和油嘴，外齿圈与中圈、内齿圈与中圈的密封沟内均设有密封带；内齿圈与中圈内环壁之间、中圈与外齿圈内环壁之间均环布有钢球，钢球上设有隔离块和密封带，中圈内环壁下部设有油嘴。上述申请案均通过双滚道回转支承的设置实现了设备的相向回转运动，在一定程度上解决了同时使用两套回转支承进行传动存在的问题。

但对于很多机械领域回转支承的使用环境而言，往往需要承受较大的倾覆力矩，同时要保证回转支承齿轮具有足够的强度和耐磨性以及较长的使用寿命，而双滚道回转支承对以上要求就更加严格。但由于结构及加工工艺设计不合理，我国现有双滚道回转支承的传动和承载能力有限，难以满足某些要求较高的使用场合的需求，回转支承在使用过程极易发生故障，如轮齿磨损、断齿等，从而导致回转支承使用寿命较短，更换频繁，影响其正常传动工作，严重妨碍了工业生产，大大提高了生产成本。同时，由于结构设计不合理，我国现有双滚道回转支承通常通过增加回转支承尺寸来提高其倾覆力矩的承受能力，从而导致回转支承所需安装空间较大，难以满足设备安装场面的限制要求。

此外，现有回转支承通常采用在回转支承的内圈及外圈上分别加工一个纵切面为长方形的环形卡槽，密封圈的本体卡入上述两个卡槽内，密封圈的下唇与外圈或内圈的表面紧密配合，从而来保证其密封性，防止润滑脂泄露以及钢球滚道内进入其他杂质。但在回转支承使用过程中，密封圈经常会从卡槽内脱落，从而导致回转支承密封失效，影响其正常使用，造成回转支承使用寿命减短。为了解决回转支承密封圈易脱落的问题，现有技术中通常采用在密封圈本体上设置锯齿状凸起来增大其与卡槽内壁的摩擦力，防止脱落，但使用该种密封结构，时间久了密封圈仍会从卡槽内脱落，从而给回转支承及轴承造成较大难以修复的损害。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于我国现有双滚道回转支承在使用过程中易发生故障，使用寿命较短，难以满足某些要求较高的使用场合的需求，更换频繁，从而导致生产效率下降，生产成本大大增加，且回转支承体积较大，占用安装空间大的不足，提供了一种蜗轮式回转支承的加工方法。采用本发明的方法加工出的回转支承能够实现娱乐机械、轻工业机械、灌装机械等机构对双向相对回转运动的要求，回转支承轮齿的硬度、耐磨性相对较好，从而大大延长了回转支承的使用寿命，有利于节约成本，提高生产效率，且回转支承的结构紧凑，体积较小，传动灵活。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种蜗轮式回转支承的加工方法，其步骤为：

步骤一、外圈的加工

外圈的加工工序流程为：粗加工—半精车—热处理—精车—滚齿—划线—钻孔—车磨；

步骤二、中圈的加工

中圈的加工工序流程为：粗加工—镗、钻—半精车—热处理—精车—划线—钻孔—车磨；

步骤三、内圈的加工

内圈的加工工序流程为：粗加工—半精车—精车I—插齿—热处理—精车II—划线—钻孔—车磨；

步骤四、回转支承的装配

将加工好的外圈、中圈及内圈进行装配，即完成回转支承的整体装配。

更进一步的，所述外圈上加工有外圈轮齿，内圈上加工有内圈轮齿，且外圈轮齿采用蜗轮式轮齿，内圈轮齿采用双径节式轮齿。

更进一步的，所述外圈轮齿的模数m为2.5～10，齿数Z取90～280，齿形压力角α＝20°，变位系数x取-0.5～+0.5，导程角β为3°～10°，所述内圈轮齿用双径节模数表示为DP2/DP1，其结构尺寸参数计算如下：分度圆直径D₀＝25.4×Z/DP₂，齿顶高齿根高齿顶圆直径Da＝D₀－2h_a、齿根圆直径D_f＝D₀－2h_f；其中，齿轮齿顶高系数齿轮顶隙系数C^*＝0.25，轮齿齿数Z的取值范围为50～300，x为变位系数。

更进一步的，所述外圈的具体加工步骤为：

(1)粗加工：以环状毛坯为加工原料，对外圈上、下平面及其外圆、内孔进行粗车加工；

(2)半精车：以外圈安装面作为平面基准，校圆外圈内孔，校圆允差不大于0.1mm，校圆完成后装夹外圈外圆，采用机床对外圈圆弧内滚道进行加工；

(3)热处理：使用滚道表面淬火感应器对外圈圆弧内滚道进行表面连续性淬火，淬火加热过程中控制外圈进行旋转，且淬火后进行回火处理，为下道工序做准备；

(4)精车：对外圈的安装面与非安装面进行精车加工，平面加工完成后对其外圆及内孔进行精加工，然后对外圈内侧密封槽的结构进行加工；

(5)滚齿：选择外圈安装面作为平面基准，校圆外圈外圆，校圆后在滚齿机上装夹外圈内孔；外圈装夹完后，采用蜗轮滚刀来加工外圈轮齿，得到蜗轮式外圈轮齿；

(6)划线、钻孔：在外圈上进行外圈安装孔及注油孔的划线、钻孔加工；

(7)车磨：通过车磨将圆弧内滚道中心直径D0、钢球中心高H0、圆弧内滚道半径R加工至设计尺寸。

更进一步的，所述中圈的具体加工步骤为：

(1)粗加工：以环状毛坯为加工原料，对中圈上、下平面及其外圆、内孔进行粗车加工；

(2)镗、钻：利用镗床在中圈的两个相对侧面分别加工堵塞孔T1、堵塞孔T2，其中，堵塞孔T1用于外圈与中圈间钢球、隔离块的装配；堵塞孔T2用于中圈与内圈间钢球、隔离块的装配；堵塞孔加工完后，装配对应的堵塞，并加工圆锥销孔，通过圆锥销对堵塞与堵塞孔进行紧固连接；

(3)半精车：采用机床对中圈圆弧内滚道及其圆弧外滚道进行加工；

(4)热处理：使用滚道表面淬火感应器先对中圈圆弧外滚道进行表面连续性淬火，淬火加热过程中控制中圈进行旋转，中圈圆弧外滚道表面淬火完后，空冷3～5小时，然后对中圈圆弧内滚道表面进行连续性淬火，中圈圆弧内滚道表面淬火结束后进行回火处理，为下道工序做准备；

(5)精车：对中圈的安装面与非安装面进行精车加工，然后对中圈上密封槽的结构进行加工；

(6)划线、钻孔：在中圈上进行中圈安装孔的划线、钻孔加工；

(7)车磨：通过车磨将圆弧外滚道中心直径D02、外滚道钢球中心高H02、圆弧外滚道半径R2及圆弧内滚道中心直径D03、内滚道钢球中心高H03、圆弧内滚道半径R3加工至设计尺寸。

更进一步的，所述内圈的具体加工步骤为：

(1)粗加工：以环状毛坯为加工原料，对内圈上、下平面及其外圆、内孔进行粗车加工；

(2)半精车：以内圈安装面为平面基准对内圈外圆进行校圆，校圆完成后装夹内圈内孔，采用机床对内圈圆弧外滚道进行加工；

(3)精车I：对内圈安装面及非安装面进行精车加工，平面加工完后，以非安装面作为平面基准，进行内孔校圆，校圆后装夹外圆，加工内圈内孔直径；

(4)插齿：采用齿轮盘插刀具进行内圈轮齿的插齿加工，所述内圈轮齿采用双径节式轮齿；

(5)热处理：首先对内圈圆弧外滚道进行表面连续性淬火，淬火加热过程中控制内圈进行旋转，内圈圆弧外滚道表面淬火完后，空冷4～6小时，采用中频感应对内圈齿轮轮齿表面进行淬火处理；

(6)精车II：对内圈的安装面与非安装面进行精车加工，然后对内圈上密封槽的结构进行加工；

(7)划线、钻孔：在内圈上进行内圈安装孔的划线、钻孔加工；

(8)车磨：通过车磨将圆弧外滚道中心直径、钢球中心高、圆弧外滚道半径加工至设计尺寸。

更进一步的，采用半精车对外圈、中圈及内圈圆弧滚道进行加工时，控制机床主轴转速V＝16～60r/min，走刀量F＝16～36mm/min，圆弧滚道中心直径留磨余量a＝0.6～1.2mm；所述外圈、中圈及内圈车磨加工过程中每刀进刀量不大于1mm，且控制机床主轴的转速V＝20～100r/min，走刀量F＝12～36mm/min。

更进一步的，采用滚道表面淬火感应器对各圈滚道进行淬火处理时，淬火感应器的功率为47～55KW，淬火中频频率为2500～8000Hz，淬火加热过程中控制各圈旋转线速度为140～210mm/min，感应器与各圈滚道表面之间的距离为1～1.5mm；外圈及中圈滚道淬火结束后先空冷4～6小时，然后置于180℃～200℃进行低温回火，回火时间为3～4小时，回火完后出炉并空冷6～8小时；采用中频感应对内圈齿轮轮齿表面进行淬火处理时，感应器功率为15～55KW，淬火中频频率为2500～8000Hz，且淬火加热过程中内圈固定不动，淬火感应器进行移动，控制感应器移动的线速度为290～400mm/min，感应器与齿轮轮齿表面之间的距离1.5～3.5mm，且采用单齿相隔淬火的工艺。

更进一步的，所述外圈、中圈及内圈上的密封槽均加工为双曲线密封槽，该双曲线密封槽的曲线方程x²/a²-y²/b²＝1中，实轴a的取值范围为5～15mm，虚轴b的取值范围为3～15mm，密封槽的宽度为2.5～5mm，密封槽的深度为4～6mm，且密封槽内安装有密封圈，该密封圈为双唇式密封圈且与密封槽的形状、尺寸相匹配。

更进一步的，所述各圈滚道及内圈轮齿淬火用淬火介质选用南京科润工业介质有限公司生产的型号为KR6480的水溶性淬火介质，该淬火介质经溶剂水稀释后浓度为4～5％；所述外圈、中圈及内圈滚道均加工为双圆弧滚道，钢球与滚道之间的接触角为45°，且外圈与中圈、中圈与内圈之间装配后，相互间的滚道和钢球之间均存在配合间隙，该配合间隙大小范围为0.10～0.30mm。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种蜗轮式回转支承的加工方法，通过将外圈轮齿加工为蜗轮式轮齿，将内圈轮齿加工为双径节式轮齿，从而可以通过蜗轮式外圈齿轮与双径节式内圈齿轮的配合来满足对倾覆力矩要求较大的双向回转运动的要求，显著提高了回转支承的耐磨性和承载能力，增强了回转支承的轮齿的齿面接触强度，有利于提高回转支承的传动效率和使用寿命，大大降低了生产成本，同时也保证了回转支承结构的紧凑性，占用安装空间减小，能够满足对安装结构有限制要求的机械设备，克服了一般技术中需通过增加回转支承结构尺寸才能保证其承受倾翻力矩能力的不足，大大降低了生产成本。

(2)本发明的一种蜗轮式回转支承的加工方法，通过对外圈轮齿及内圈轮齿的形状及结构参数进行优化设计，同时配合合理的滚道、轮齿热处理工艺，从而能够显著提高回转支承各圈滚道及内、外轮齿的使用性能，使其满足恶劣环境下的使用要求，大大延长了回转支承的使用寿命。

(3)本发明的一种蜗轮式回转支承的加工方法，通过将密封圈加工为双唇式密封圈，从而可以起到双重密封保护效果，且其中一个密封唇损坏后，另一个密封唇可以继续起到密封保护的作用，防止水、杂物、灰尘等进入滚道而造成回转支承使用时滚道的失效，如磨损、点蚀、生锈或卡滞等现象，从而有利于延长回转支承的使用寿命。

(4)本发明的一种蜗轮式回转支承的加工方法，所述外圈、中圈及内圈上密封槽的槽型均加工为双曲线形状，并对密封槽的尺寸进行优化设计，且双曲线且双唇式密封圈的形状及尺寸均与双曲线密封槽相匹配，从而可以显著增强双唇式密封圈与回转支承之间的安装牢固性，防止使用过程中密封圈松动脱落，提高了对回转支承钢球滚道的密封保护效果，减少了回转支承的损坏，进一步延长了回转支承的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的一种蜗轮式回转支承的安装结构示意图；

图2为本发明的外圈的结构示意图；

图3为本发明的中圈的结构示意图；

图4为本发明的内圈的结构示意图；

图5为本发明的蜗轮式回转支承的加工工艺流程图。

示意图中的标号说明：1、外圈；101、外圈轮齿；102、外圈安装孔；103、外圈第一内孔段；104、外圈第二内孔段；2、油嘴；3、注油孔；4、密封圈；5、中圈；501、中圈安装孔；502、中圈第一外圆段；503、中圈第二外圆段；504、中圈第一内孔段；505、中圈第二内孔段；6、堵塞；7、圆锥销；8、内圈；801、内圈轮齿；802、内圈安装孔；803、内圈第一外圆段；804、内圈第二外圆段。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，现结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

如图1-图4所示，本实施例的一种蜗轮式回转支承，包括外圈1、中圈5和内圈8，所述外圈1与中圈5之间以及内圈8与中圈5之间的滚道内均安装有钢球和隔离块，从而实现了回转支承的双向回转运动。本实施例中是在中圈5的侧壁加工堵塞孔，堵塞孔内装配堵塞6，从堵塞孔安装一定数量的钢球和隔离块，从而对中圈5与外圈1之间以及中圈5与内圈8之间进行连接，且堵塞6与中圈5之间通过圆锥销7进行固定，即在外圈1与中圈5之间以及内圈8与中圈5之间各安装一个堵塞6及一个圆锥销7。本实施例的外圈1上加工有外圈轮齿101，内圈8上加工有内圈轮齿801，且外圈轮齿101采用蜗轮式轮齿，内圈轮齿801采用双径节式轮齿，通过上述蜗轮式外圈齿轮与双径节式内圈齿轮的配合既能够满足对倾覆力矩要求较大的双向回转运动的要求，显著提高了回转支承的耐磨性和承载能力，增强了回转支承的轮齿的齿面接触强度，有利于提高回转支承的传动效率和使用寿命，大大降低了生产成本，同时也保证了回转支承结构的紧凑性，占用安装空间减小，能够满足对安装结构有限制要求的机械设备，克服了一般技术中需通过增加回转支承结构尺寸才能保证其承受倾翻力矩能力的不足，大大降低了生产成本。

本实施例中，所述的外圈1及内圈8上均加工有注油孔3，注油孔3与钢球滚道相连通，且注油孔3内安装有油嘴2，通过油嘴2向钢球滚道内及时补充润滑脂，对钢球滚道及隔离块进行润滑。所述外圈1、中圈5及内圈8的材质均选用42CrMo，且外圈1上加工有外圈安装孔102，中圈5上加工有中圈安装孔501，内圈8上加工有内圈安装孔802，从而将回转支承安装于与其相连的其它机械机构上。

实施例2

如图1所示，本实施例的一种蜗轮式回转支承，包括外圈1、中圈5和内圈8，所述外圈1与中圈5之间以及内圈8与中圈5之间的滚道内均安装有钢球和隔离块。如图3所示，本实施例中是在中圈5的侧壁加工堵塞孔，堵塞孔内装配堵塞6，从堵塞孔安装一定数量的钢球和隔离块，从而对中圈5与外圈1之间以及中圈5与内圈8之间进行连接，且堵塞6与中圈5之间通过圆锥销7进行固定。上述钢球滚道均加工为偏心双圆弧滚道，且外圈1与中圈5、中圈5与内圈8之间装配后，相互间的滚道和钢球之间均存在配合间隙，该配合间隙大小范围为0.10～0.30mm，从而可以保证回转支承运转时钢球与滚道之间的接触角始终为45°，确保滚道底部与钢球不接触，并存储一定的润滑脂以减少摩擦磨损，有利于保证回转支承的正常工作，延长回转支承的使用寿命，本实施例中上述间隙值为0.2mm。

具体的，本实施例的外圈1内孔加工为阶梯型内孔，包括外圈第一内孔段103和外圈第二内孔段104，外圈第一内孔段103的内孔直径小于外圈第二内孔段104的内孔直径，且外圈第一内孔段103与外圈第二内孔段104通过外圈圆弧内滚道相连。本实施例中中圈5的外圆及内孔均加工为阶梯型，其外圆包括中圈第一外圆段502和中圈第二外圆段503，其内孔包括中圈第一内孔段504和中圈第二内孔段505，中圈第一外圆段502的外圆直径小于中圈第二外圆段503的外圆直径，中圈第一内孔段504的内孔直径大于中圈第二内孔段505内孔直径，且中圈第一外圆段502与中圈第二外圆段503之间，中圈第一内孔段504与中圈第二内孔段505之间均通过圆弧滚道相连。本实施例的内圈8的外圆加工为阶梯型，包括内圈第一外圆段803和内圈第二外圆段804，内圈第一外圆段803的外圆直径大于内圈第二外圆段804的外圆直径，且内圈第一外圆段803与内圈第二外圆段804之间通过圆弧滚道相连。

如图2、图4所示，所述外圈1上加工有外圈轮齿101，内圈8上加工有内圈轮齿801，且外圈轮齿101采用蜗轮式轮齿，内圈轮齿801采用双径节式轮齿。本实施例中外圈轮齿101的齿形采用渐开线齿形，且外圈轮齿101的模数m为2.5～10，齿数Z取90～280，齿形压力角α＝20°，变位系数x取-0.5～+0.5，导程角β为3°～10°。所述内圈轮齿801用双径节模数表示为DP2/DP1，其结构尺寸参数计算如下：分度圆直径D₀＝25.4×Z/DP₂，齿顶高齿根高齿顶圆直径Da＝D₀－2h_a、齿根圆直径D_f＝D₀－2h_f；其中，DP₁、DP₂的数值范围均为3～10，齿轮齿顶高系数齿轮顶隙系数C^*＝0.25，变位系数X的取值范围为-1～+1，压力角α为20°，轮齿齿数Z的取值范围为50～300。本实施例通过对外圈轮齿101与内圈轮齿801的结构及尺寸进行优化设计，使外圈1、中圈5和内圈8之间实现最佳配合，从而显著降低了齿轮的全齿高度，提高了齿轮啮合时的抗弯、抗拉强度性能，增强了齿轮啮合传动时的平稳性、强度性能及耐磨性，大大减少了齿轮在啮合时出现的齿轮干涉情况，并降低了回转支承在使用过程中出现的断齿现象，从而提高了回转支承的质量，延长了其使用寿命，能够满足各种使用环境下的传动及承载要求。

本实施例中外圈1、中圈5及内圈8之间的结合面上均对应加工有密封槽，密封槽内安装有密封圈。其中，所述密封槽的槽型加工为双曲线形状，密封圈4采用双唇式密封圈，双唇式密封圈的两个密封唇上下对称设置，且双唇式密封圈的形状及尺寸均与双曲线密封槽相匹配(本实施例中所述密封槽的槽型加工为双曲线形状是指图1中密封槽的上壁与下壁构成双曲线的两支，即双唇式密封圈的两个密封唇的外侧曲线为双曲线的两支)。本实施例中通过双唇式密封圈的设置可以起到双重密封保护效果，且其中一个密封唇损坏后，另一个密封唇可以继续起到密封保护的作用，防止水、杂物、灰尘等进入滚道而造成回转支承使用时滚道的失效，如磨损、点蚀、生锈或卡滞等现象，大大延长了回转支承的使用寿命。同时，本实施例的密封圈4安装于外圈1、中圈5及内圈8之间结合面的内部，即密封圈4的安装位置低于外圈1、中圈5及内圈8的高度，从而可以克服现有回转支承使用过程中由于密封圈4一直暴露在外面容易发生损坏的不足，进一步提高了密封圈4的密封性能，延长了回转支承的使用寿命。通过采用上述设计还可以根据需要将外圈1、中圈5及内圈8的安装平面设计为无高度差的结构，避免了现有技术中必须将外圈1、中圈5及内圈8加工为存在高度差的结构以便于密封圈4安装的问题，从而降低了回转支承沿其轴向的占用空间，使结构更加紧凑，且大大提高了回转支承受力的均匀性及回转支承的承载能力。

本实施例中通过将密封槽的槽型加工为双曲线形状，且双唇式密封圈的形状及尺寸均与双曲线密封槽相匹配，从而可以显著提高双唇式密封圈与回转支承之间安装的牢固性，防止使用过程中密封圈4发生松动脱落，进而提高了对回转支承钢球滚道的密封保护效果，减少了回转支承的损坏，有利于延长回转支承的使用寿命。上述双曲线密封槽的曲线方程为x²/a²-y²/b²＝1，发明人通过大量实验对双曲线密封槽的形状尺寸进行优化设计，最终意外发现当实轴a的取值范围为5～15mm，虚轴b的取值范围为3～15mm时，密封圈4与回转支承之间的结合牢固性最好，且在回转支承使用过程中，由于密封圈4安装于外圈1、中圈5及内圈8之间结合面的内部，双唇式密封圈的两个密封唇分别与相对应外圈1、中圈5及内圈8的侧壁相抵压，从而保证上述密封唇与外圈1、中圈5及内圈8侧壁的紧密贴合，进一步提高了密封圈4的密封效果及其与回转支承安装的牢固性。此外，所述双唇式密封圈的两个密封唇之间的空隙存储有一定的润滑脂，一方面可以对钢球滚道进行及时补充润滑脂，另一方面可以保证双唇式密封圈的两个密封唇之间存在一定的压力，通过该压力的作用进一步促进了密封唇与外圈1、中圈5及内圈8侧壁贴合的紧密度，保证了密封圈4与回转支承结合的牢固性。在保证安装牢固性的基础上，采用本实施例的密封槽相对于现有回转支承的密封槽结构，显著降低了密封槽的深度及生产加工中的成本费用。

本实施例中，所述的外圈1及内圈8上均加工有注油孔3，注油孔3与钢球滚道相连通，且注油孔3内安装有油嘴2，通过油嘴2向钢球滚道内及时补充润滑脂，对钢球滚道及隔离块进行润滑。所述外圈1、中圈5及内圈8的材质均选用42CrMo，且外圈1上加工有外圈安装孔102，中圈5上加工有中圈安装孔501，内圈8上加工有内圈安装孔802，从而对回转支承进行安装固定。

综上所述，采用本是实施例的方法加工的回转支承，能够承受较大的轴向力、径向力和倾翻力矩，不仅可以满足娱乐机械、轻工业机械、装罐机械等具有双向回转运动特性的机械行业用回转支承，同时，轮齿部位的耐磨性有着明显提高，密封圈的内部安装连接方式显得更加牢固、不易脱落和损坏，使得回转支承的密封性能得到加强，以上这些相互配合，共同作用，从而使所得回转支承的应用范围扩大，性能和质量得到同时提升，进而使其使用寿命得以延长。

实施例3

本实施例的蜗轮式回转支承的结构同实施例2，该回转支承的加工方法的工艺流程图见图5，具体包括以下步骤：

A、外圈1的加工工序流程为：粗车—半精车—热处理(滚道淬火)—精车—滚齿(蜗轮滚齿)—划线—钻孔—车磨，其中各工序的具体加工过程如下：

一、粗车

1、以环状毛坯为加工原料，选择相对较平的一平面做为粗基准，装夹外圈1内孔，加工另一平面至工艺要求加工到的高度尺寸；再以已加工面做为精基准，翻身装夹后，加工未加工平面至工艺要求加工到的高度尺寸。平面加工余量为2～4mm，加工允差范围为-0.5～+0.5mm。

2、外圈1的平面加工完后，装夹外圈1内孔，校圆外圆，校圆允差不大于0.1mm，校圆后加工外圈1外圆至工艺要求加工到的外圆直径尺寸；外圆加工完后，装夹外圆并校圆，校圆允差不大于0.1mm，校圆后加工外圈1内孔至工艺要求加工到的内孔直径尺寸。外圈1的外圆、内孔直径加工余量范围为2～5mm，加工允差范围为-0.8～+0.8mm。

二、半精车

选择一平面作为外圈1的安装面，并以该平面作为平面基准，校圆外圈1内孔，校圆允差不大于0.1mm，校圆完成后装夹外圈1外圆，通过编制数控加工程序来加工外圈1的圆弧内滚道结构尺寸。

根据图纸中标注的外圈1结构尺寸，需在程序中输入主参数：外圈实际高度H1、工艺要求配对的圆弧内滚道中心直径D01、工艺要求加工的钢球中心高H01、工艺要求加工的圆弧内滚道半径R1、工艺要求加工的内孔大头(如图2所示，本实施例中为外圈1圆弧内滚道上方对应的内孔一端，即为外圈第一内孔段103)直径d1和工艺要求加工的内孔小头(如图2所示，外圈1圆弧内滚道下方对应的内孔一端，即为外圈第二内孔段104)直径d2等。钢球中心高即钢球的球心与安装面之间的垂直距离。

具体加工时，根据外圈1直径大小，本实施例选择机床转速V＝60r/min，走刀量F＝16mm/min；外圈1圆弧内滚道中心直径留磨余量a＝1.2mm。外圈1圆弧内滚道加工完后，用油槽刀在上、下圆弧内滚道连接处加工滚道油槽，滚道油槽的宽度为钢球直径的1/4，深度3mm。

三、热处理(滚道表面淬火、回火)

1、在滚道淬火机上装夹外圈1外圆，根据外圈1圆弧内滚道的大小，选择专用的滚道表面淬火感应器，采用中频感应对外圈1的圆弧内滚道进行表面连续性淬火，淬火感应器的功率为47KW，淬火中频频率为2500Hz，淬火加热过程中控制外圈1进行旋转，从而便于对外圈1圆弧内滚道进行连续淬火。

为了保证外圈1圆弧内滚道的淬火效果及其淬火后的使用性能，如外圈1圆弧内滚道的表面硬度要求达到HRC55～62，淬硬层的有效深度要求达到4～6mm，软带宽度不大于25～50mm，本实施例控制外圈1旋转的线速度为210mm/min，且感应器与外圈1圆弧内滚道表面之间的间距为1mm。本实施例中的淬火介质选用南京科润工业介质有限公司生产的型号为KR6480的水溶性淬火介质，经溶剂水稀释后的质量百分比浓度为4％。具体的，通过控制外圈1的旋转速度及感应器与外圈1滚道表面之间的间距能够有效控制感应器对外圈1滚道表面的加热时间和淬火温度。当外圈1旋转速度过快或感应器与外圈1滚道表面间距过大时易造成外圈1滚道表面淬火时加热时间不够或温度过低，其组织成分不能全部发生改变，组织性能不能到达要求，从而导致外圈1滚道表面的硬度不足；而当外圈1旋转速度过慢或感应器与外圈1滚道表面间距过小时，导致外圈1滚道表面淬火时加热时间过长或者温度过高，外圈1滚道表面易出现过热现象，从而导致外圈1滚道表面强度不够，韧性下降，易产生裂纹，过热严重时甚至会出现过烧的情况，造成外圈1滚道表面出现烧洞，导致外圈1将无法使用。外圈1圆弧内滚道表面完成淬火后，空冷4小时，送进回火箱炉，选择温度200℃进行低温回火，回火时间为3小时，回火完后出炉，并空冷8小时后才能进行下道工序的加工。

本实施例通过选用合适的淬火介质种类，并配合特定的热处理工艺，从而可以保证具有稳定的冷却特性，工件淬火时淬硬均匀，且能够减小工件的变形，防止工件淬火后出现裂纹，进一步保证了外圈1滚道的淬火效果，有利于提高其使用性能并延长回转支承的使用寿命。此外，发明人经实验研究发现，淬火介质的浓度多少直接影响着淬火时冷却速度的快慢，进而影响回转支承的质量与性能。如果冷却速度过慢，则易导致工件表面硬度不足、不均匀，表现于回转支承使用时滚道表面和齿轮部位易磨损；如果冷却速度过快，则易导致工件表面淬火后出现细小裂纹，甚至开裂，表现于回转支承使用时滚道表面的剥落和齿轮断齿，而上述这些缺陷都是回转支承产品在生产加工过程中不允许出现的现象。发明人通过大量实验研究和实际操作发现，当将本实施例的淬火介质的浓度稀释为4～5％范围内时，能够有效地控制工件的变形量，减少工件的开裂，避免淬火软点的产生，工件淬硬均匀，从而提高回转支承产品的质量和使用寿命。

四、精车

1、以安装面作为基准加工非安装面，翻身再以非安装面作为基准来加工安装面，这里所说的非安装面即安装面的对称平面。加工安装面与非安装面时，要求控制好外圈1的单圈高度及钢球中心高，使其达到工艺要求加工的尺寸。

2、平面加工完后，以非安装面作为平面基准，进行外圆校圆，校圆允差不大于0.05mm，校圆后装夹内孔，加工外圆至工艺要求加工的外圆直径尺寸；以加工完的外圆作为基准校圆，校圆允差不大于0.05mm，校圆后装夹外圆，加工内孔的大头至工艺要求加工到的内孔直径。

3、加工完外圈1内孔的大头直径后，对外圈1内侧密封槽的结构进行加工，其中，根据产品设计中所选用密封圈的大小尺寸，确定密封槽的加工位置，加工位置尺寸误差±0.2mm，，密封槽的宽度2.5mm，密封槽的深度4mm，从而能够进一步保证密封圈4与回转支承结合的牢固性，防止发生脱落，影响回转支承的使用寿命。

五、蜗轮齿加工(蜗轮滚齿)

1、选择外圈1安装面作为平面基准，校圆外圈1外圆，校圆允差不大于0.05mm，校圆后在滚齿机上装夹外圈1内孔；外圈1装夹完后，选择与外圈1蜗轮参数配对的蜗轮滚刀刀具并进行安装。安装蜗轮滚刀时，需调整好蜗轮滚刀刀杆的中心与外圈蜗轮咽喉母圆(即外圈外圆面上的圆弧)的中心位置对齐，完成蜗轮滚刀的对刀工作，从而保证外圈轮齿101的加工性能。

2、刀具安装完后，根据蜗轮的齿数，来配比滚齿机的分齿挂轮，后续进行蜗轮的滚齿加工，得到蜗轮式轮齿。加工时，进刀量与蜗轮要加工的公法线有关，ΔL＝ΔW/(2*sinα)。

式中：ΔL-进刀量，ΔW-公法线加工余量，α-压力角，此时我们定义k＝1/(2*sinα)为进刀系数，本实施例的压力角α＝20°，k＝1.462。

3、当外圈轮齿101加工完，外圈1下车后对蜗轮式轮齿需进行倒角、修毛刺等加工工艺。

六、划线

1、在数控划线机床上，编制划线程序，输入外圈安装孔102的安装中心距尺寸，外圈安装孔102之间的角度数值；

2、待划线时，需用百分表进行两两对称等分的六点位置进行内孔校圆，校圆允差不大于0.05mm，从而保证了其内孔校圆的准确性。

3、校圆合格后，装夹外圆。根据外圈安装孔102分布的情况，把外圈圆弧内滚道的淬火软带位置放在外圈1的两个安装孔之间，并确认划线的起点位置，即一个安装孔的位置。确认起点后，运行数控划线程序在安装面上进行划线加工，最终以360°回归起点位置。

七、钻孔

1、根据划线的位置，在钻床上进行外圈安装孔102的钻加工，从安装面往非安装面进行加工；

2、根据外圈安装孔102的大小、规格，选择需要的麻花钻、丝锥，加工合格的外圈安装孔102，本实施例麻花钻选择50r/min，丝锥选择120r/min。

3、根据外圈图纸中注油孔的规格大小与位置，选择对应的麻花钻加工注油孔3的底孔，选择对应的丝锥攻丝注油孔的螺纹。

八、车磨

1、选择安装面作为平面基准，进行内孔大头直径校圆，校圆允差不大于0.05mm。校圆合格后装夹外圈1外圆。

2、待加工时，根据图纸的设计，在数控程序中输入需加工的圆弧内滚道中心直径D0、钢球中心高H0、圆弧内滚道半径R；根据半精车工序中加工的圆弧内滚道中心直径尺寸和留磨余量，确定每刀加工的进刀量，每刀进刀量不大于1mm；根据外圈圆弧内滚道中心直径D0的大小，选择机床主轴的转速V＝100r/min，选择走刀量F＝12mm/min。

3、在加工过程中，根据图纸中回转支承外圈1与中圈5的总间隙技术要求，合理分配外圈1圆弧内滚道中心直径D0的加工公差，便于装配时选择合适的钢球进行预装配及调整外圈与中圈的总间隙要求。

4、加工完成后，用圆弧滚道接触角角度尺检测外圈圆弧内滚道的接触角是否合格，原始接触角a＝45°，允许误差范围-2°～+5°。所说的原始接触角a即钢球在外圈圆弧内滚道上的接触点和钢球球心的连线与外圈水平径向方向之间的夹角。

B、中圈5的加工工序流程为：粗车—镗、钻—半精车—热处理(滚道淬火)—精车—划线—钻孔—车磨，其中各工序的具体加工过程如下：

一、粗车

以环状毛坯为加工原料进行中圈5的粗车加工，其具体加工参照外圈1粗车工艺。

二、镗、钻

1、如图3所示，根据图纸设计要求，选用对应规格大小的麻花钻，利用镗床在中圈5的两个相对侧面分别加工堵塞孔T1、堵塞孔T2，其中，堵塞孔T1用于外圈1与中圈5间钢球、隔离块的装配；堵塞孔T2用于中圈5与内圈8间钢球、隔离块的装配。堵塞孔T1、T2均选择基孔制配合，选择配合公差精度等级为H8，且堵塞孔T1与堵塞孔T2之间的位置按180°左右对称分布。

2、堵塞孔加工完后，装配对应的堵塞6，可以根据回转支承的结构大小，加工锥度为1:50的φ3、φ5、φ10等不同直径的圆锥销孔，并选择对应的圆锥销7，装配圆锥销孔中以便堵塞6与堵塞孔之间的紧固连接。

三、半精车

1、选择一平面作为中圈5的安装面，并以该平面作为平面基准，校圆中圈5外圆，校圆允差不大于0.1mm，校圆完成后装夹中圈5内孔，编制数控加工程序来加工中圈5的圆弧外滚道结构尺寸。

根据图纸中标注的中圈5结构尺寸，需在程序中输入主参数：中圈实际高度H2、工艺要求配对的圆弧外滚道中心直径D02、工艺要求加工的外滚道钢球中心高H02、工艺要求加工的圆弧外滚道半径R2、工艺要求加工的外圆大头(如图3所示，本实施例中指中圈5圆弧外滚道下方的外圆一端，即中圈第二外圆段503)直径d3和工艺要求加工的外圆小头(本实施例中指中圈5圆弧外滚道上方的外圆一端，即中圈第一外圆段502)直径d4等，钢球中心高即钢球的球心与安装面之间的垂直距离。

具体加工时，根据中圈5直径大小，选择机床转速V＝60/min，走刀量F＝16mm/min；圆弧外滚道中心直径需有留磨余量a＝0.6mm。中圈5圆弧外滚道加工完后，用油槽刀在上、下圆弧外滚道连接处加工滚道油槽，油槽宽度为钢球直径的1/4，深度3mm。

2、选择中圈5的安装面作为平面基准，校圆中圈内孔，校圆允差不大于0.1mm，校圆完成后装夹中圈外圆，编制数控加工程序来加工中圈5的圆弧内滚道结构尺寸。

根据图纸中标注的中圈结构尺寸，需在程序中输入主参数：中圈实际高度H2、工艺要求配对的圆弧内滚道中心直径D03、工艺要求加工的内滚道钢球中心高H03、工艺要求加工的圆弧内滚道半径R3、工艺要求加工的内孔大头(中圈5圆弧内滚道下方的内孔一端，即中圈第二内孔段505)直径d5和工艺要求加工的内孔小头(中圈5圆弧内滚道上方的内孔一端，即中圈第一内孔段504)直径d6等。钢球中心高即钢球的球心与安装面之间的垂直距离。

加工时根据中圈直径大小，选择机床转速V＝60r/min，走刀量F＝16mm/min；圆弧内滚道中心直径需有留磨余量a＝0.6mm。中圈圆弧内滚道加工完后，用油槽刀在上、下圆弧内滚道连接处加工滚道油槽，油槽宽度为钢球直径的1/4，深度3mm。

四、热处理(滚道淬火—回火)

1、装夹中圈5入滚道淬火机上，根据中圈圆弧外滚道的大小，选择专用的滚道表面淬火感应器，采用中频感应对中圈圆弧外滚道表面进行连续性淬火，中频频率为2500Hz。中圈圆弧外滚道表面淬火时，要求从堵塞孔T1的一边位置开始到堵塞孔T1的另一边结束。

为了保证中圈5圆弧外滚道的淬火效果及其淬火后的使用性能，如中圈圆弧外滚道的表面硬度要求达到HRC55～62，淬硬层的有效深度要求达到4～6mm，软带宽度不大于堵塞孔T1的直径加20～35mm，控制圆弧滚道表面热处理参数如下：功率47KW，中圈旋转速度140mm/min，感应器与中圈圆弧外滚道之间的距离1.5mm，淬火介质与外圈1滚道淬火介质相同，其浓度为4％。

2、中圈圆弧外滚道表面淬火完后，空冷3小时，装夹中圈5入滚道淬火机上，根据中圈圆弧内滚道的大小，选择专用的滚道表面淬火感应器，采用中频感应对中圈圆弧内滚道表面进行连续性淬火，中频频率为2500Hz。中圈圆弧内滚道表面淬火时，要求从堵塞孔T2的一端位置开始到另一端结束，其淬火工艺参数控制同中圈圆弧外滚道淬火工艺。中圈5圆弧内、外滚道表面均淬火后，空冷4小时，送进回火箱炉，进行低温回火，已消除淬火过程中产生的热应力，回火工艺参数同外圈1圆弧内滚道的回火工艺。

五、精车

1、以安装面作为平面基准加工非安装面，再以非安装面作为平面基准来加工安装面。

2平面加工完后，以非安装面为平面基准，对外圆大头直径进行校圆，校圆允差不大于0.05mm，校圆后装夹内孔，加工外圆的大头至工艺要求加工到的大头直径尺寸；加工完外圆的大头直径后，加工密封槽尺寸。根据产品设计中所选用密封圈的大小尺寸，确定密封槽的加工位置，加工位置尺寸误差±0.2mm，，密封槽的宽度2.5mm，密封槽的深度4mm。

六、划线

1、在数控划线机床上，编制划线程序，输入中圈安装孔501的安装中心距尺寸，中圈安装孔501之间的角度数值。

2、待划线时，需用百分表进行两两对称等分的六点位置进行外圆校圆，校圆允差不大于0.05mm。

3、校圆合格后，装夹内孔。根据中圈安装孔501分布的情况，运行数控划线程序，在安装面上从堵塞孔位置起开始划线加工，最终以360°回归堵塞孔位置。

七、钻孔

划线结束后，对中圈5进行钻孔加工，中圈安装孔501的加工工艺同外圈安装孔102。

八、车磨

1、选择非安装面作为平面基准，对外圆大头直径进行校圆，校圆允差不大于0.05mm。校圆合格后装夹中圈内孔。

待加工时，根据图纸的设计，在数控程序中输入需加工的圆弧外滚道中心直径D02、钢球中心高H02、圆弧外滚道半径R2；根据半精车工序中加工的圆弧外滚道中心直径尺寸和留磨余量，确定每刀加工的进刀量，每刀进刀量不大于1mm；根据中圈圆弧外滚道中心直径D02的大小，选择机床主轴的转速V＝100r/min，选择走刀量F＝12mm/min。

在加工过程中，根据图纸中回转支承外圈1与中圈5的总间隙技术要求，合理分配中圈圆弧外滚道中心直径D02的加工公差，便于装配时选择合适的钢球进行预装配及调整外圈与中圈的总间隙要求。

加工完成后，用圆弧滚道接触角角度尺检测中圈圆弧外滚道的接触角是否合格，原始接触角a＝45°，允许误差范围-2°～+5°。所说的原始接触角a即钢球在中圈圆弧外滚道上的接触点和钢球球心的连线与中圈水平径向方向之间的夹角。

2、选择非安装面作为平面基准，对内孔大头直径进行校圆，校圆允差不大于0.05mm。校圆合格后装夹中圈外圆。

待加工时，根据图纸的设计，在数控程序中输入需加工的圆弧内滚道中心直径D03、钢球中心高H03、圆弧内滚道半径R3；根据半精车工序中加工的圆弧内滚道中心直径尺寸和留磨余量，确定每刀加工的进刀量，每刀进刀量不大于1mm；根据中圈圆弧内滚道中心直径D03的大小，选择机床主轴的转速V＝100r/min，选择走刀量F＝12mm/min。

在加工过程中，根据图纸中回转支承内圈与中圈的总间隙技术要求，合理分配中圈圆弧内滚道中心直径D03的加工公差，便于装配时选择合适的钢球进行预装配及调整内圈与中圈的总间隙要求。

加工完成后，用圆弧滚道接触角角度尺检测中圈圆弧内滚道的接触角是否合格，原始接触角a＝45°，允许误差范围-2°～+5°。所说的原始接触角a即钢球在中圈圆弧内滚道上的接触点和钢球球心的连线与中圈水平径向方向之间的夹角。

C、内圈加工工序：粗车—半精车—精车I—插齿(齿轮插齿)—热处理(滚道淬火、齿轮淬火、回火)—精车II—划线—钻孔—车磨，其中各工序的具体加工过程为：

一、粗车

内圈8的粗车加工工艺参照外圈1的粗车加工。

二、半精车

1、选择一平面做为内圈8的安装面，并以该平面作为平面基准，校圆内圈8外圆，校圆允差不大于0.1mm，校圆完成后装夹内圈8内孔，编制数控加工程序加工内圈8的圆弧外滚道结构尺寸。

2、根据图纸中标注的内圈8结构尺寸，需在程序中输入主参数：内圈实际高度H1、工艺要求配对的圆弧外滚道中心直径D04、工艺要求加工的钢球中心高H04、工艺要求加工的圆弧外滚道半径R4、工艺要求加工的外圆大头(内圈圆弧外滚道上方的外圆一端，即内圈第一外圆段803)直径d7和工艺要求加工的外圆小头(内圈圆弧外滚道下方的外圆一端，即内圈第二外圆段804)直径d8等。加工时，根据内圈8直径大小，选择机床转速V＝60r/min，走刀量F＝16mm/min；圆弧外滚道中心直径需有留磨余量a＝0.6mm。

3、内圈8圆弧外滚道加工完后，用油槽刀在上、下圆弧外滚道连接处加工滚道油槽，油槽宽度为钢球直径的1/4，深度3mm。

三、精车I

以安装面作为平面基准加工非安装面，翻身再以非安装面作为平面基准来加工安装面；平面加工完后，以非安装面作为平面基准，进行内孔校圆，校圆允差不大于0.05mm，校圆后装夹外圆，加工内孔直径和存在其他的内孔结构尺寸，如内圈8安装面一端的内孔台阶直径。

四、插齿(齿轮插齿)

根据内圈8的齿轮参数选择对应的齿轮盘插刀具，配比插齿机的分齿挂轮，并安装盘插刀具。选择内圈安装面作为平面基准，校圆内圈8内孔，校圆允差不大于0.05mm，校圆后装夹内圈8外圆，完成装夹后，进行齿轮盘插刀具的对刀工作，后续进行齿轮的插齿加工，即加工出内圈8的双径节式轮齿。加工时，进刀量与齿轮要加工的公法线有关，ΔL＝ΔW/(2*sinα)，式中：ΔL-进刀量，ΔW-公法线加工余量，α-压力角，当齿轮插齿加工完后，齿轮轮齿需进行倒角、修毛刺等加工工艺。

五、热处理(滚道淬火、齿轮淬火、回火)

1、内圈8圆弧外滚道的淬火：内圈8圆弧外滚道的淬火工艺参照外圈1圆弧内滚道的淬火工艺。

2、内圈8圆弧外滚道表面淬火完后，空冷4小时，装夹内圈8入齿轮淬火机上，根据内圈齿轮模数的大小，选择专用的齿轮表面淬火感应器，采用中频感应对内圈8齿轮轮齿表面进行淬火处理，感应器功率55KW，淬火中频频率为2500Hz，且淬火加热过程中内圈8固定不动，淬火感应器进行移动，为了保证内圈8轮齿的硬度、耐磨性及抗断裂性能等满足实用要求，控制感应器移动的线速度为290mm/min，感应器与齿轮轮齿表面之间的距离3.5mm，淬火介质浓度4％。此外，由于轮齿间距较小在淬火过程中极易发生二次淬火，存在热应力，产生变形，因此，本实施例采用单齿相隔淬火的工艺，即一个齿一个齿进行淬火，一个齿淬火完成后再对间隔的齿进行淬火，从而保证回转支承的承载能力。

3、内圈圆弧外滚道、齿轮部位表面淬火后，进行回火处理，回火处理工艺参数同外圈1圆弧内滚道回火工艺。

六、精车II

内圈8的精车II工艺同中圈5的精车工艺。

七、划线、钻孔、车磨

精车II加工结束后，对内圈8进行划线、钻孔、车磨加工，其具体工艺参照外圈1的划线、钻孔、车磨工艺。

D、装配

1、吊装外圈1、中圈5和内圈8水平放入装配台上，根据图纸中技术要求外圈1与中圈5、内圈8与中圈5之间的总间隙值，根据外圈1与中圈5、内圈8与中圈5之间配对的圆弧滚道直径大小，选择合理的钢球直径大小，进行装配工序。

2、由于外圈1与中圈5之间的密封为内部密封，因此需先装配好密封圈4，再从中圈5上加工的堵塞孔T1装配钢球和隔离块，连接外圈1与中圈5。钢球和隔离块装配的数量式中：D0——外圈与中圈之间的圆弧滚道中心直径，d0——钢球直径，b——隔离块厚度，计算的钢球数量n按计算结果取整，小数点后的数值，可用调整隔离块跟换标准隔离块来消除钢球与隔离块之间的间隙。

外圈1与中圈5之间的钢球和隔离块装配完后，可从堵塞孔T1注入润滑脂，润滑钢球与滚道之间的滚动连接；注完润滑脂后在堵塞孔T1中装配对应的堵塞，并用圆锥销7固定堵塞6，防止钢球和隔离块从堵塞孔掉落。

3、外圈1与中圈5装配完后，先装配好内圈8与中圈5之间的密封圈4，再从中圈5上加工的堵塞孔T2装配钢球和隔离块，连接内圈8与中圈5。钢球和隔离块装配的数量式中：D0——内圈与中圈之间的圆弧滚道中心直径，d0——钢球直径，b——隔离块厚度，计算的钢球数量n按计算结果取整，小数点后的数值，可用调整隔离块跟换标准隔离块来消除钢球与隔离块之间的间隙。

内圈8与中圈5之间的钢球和隔离块装配完后，可从堵塞孔T2注入润滑脂，润滑钢球与滚道之间的滚动连接；注完润滑脂后在堵塞孔T2中装配对应的堵塞6，并用圆锥销7固定堵塞，防止钢球和隔离块从堵塞孔掉落。

4、待外圈1与中圈5、内圈8与中圈5均装配完后，在注油孔3处装配对应型号的油嘴2，并产品表面涂抹一层防锈油，防止产品在放置期间表面生锈，造成产品的损坏。

5、最后产品检验合格后，包装产品入库。

本实施例通过对外圈1、中圈5及内圈8的机加工工艺参数，如半精车及车磨时的机床转速、走刀量等进行优化设计，从而可以显著提高回转支承的加工精度，保证各圈之间的装配精度，减小加工过程中各圈及内、外轮齿的应力集中及变形，进而保证了回转支承的使用性能，有利于延长其使用寿命。同时，发明人还通过大量实验研究对各圈滚道及内、外轮齿的热处理工艺进行优化设计，从而可以保证回转支承的硬度、耐磨性等性能满足恶劣环境下的使用要求，减小各圈及内、外轮齿的应力变形。此外，发明人通过大量实验，最终选择本实施例的水溶性淬火介质，并对淬火介质的浓度进行优化设计，从而进一步保证了回转支承的使用性能，且从提高产品质量、改善劳动条件、安全生产和节能的角度出发，本发明所用淬火介质是最好的选择。

实施例4

本实施例的蜗轮式回转支承的加工方法包括以下步骤：

A、外圈1的加工工序流程为：粗车—半精车—热处理(滚道淬火)—精车—滚齿(蜗轮滚齿)—划线—钻孔—车磨，其中各工序的具体加工过程如下：

一、粗车

本实施例中外圈1的粗车加工工艺同实施例3。

二、半精车

本实施例中外圈1的半精车加工工艺基本同实施例3，其区别在于：本实施例选择机床转速V＝16r/min，走刀量F＝36mm/min；外圈1圆弧内滚道中心直径留磨余量a＝0.6mm。外圈1圆弧内滚道加工完后，用油槽刀在上、下圆弧内滚道连接处加工滚道油槽，滚道油槽的宽度为钢球直径的1/4，深度为2mm。

三、热处理(滚道表面淬火、回火)

本实施例中外圈1的热处理工艺操作基本同实施例3，其区别在于：淬火感应器的功率为55KW，淬火中频频率为8000Hz，且控制外圈1移动的线速度为140mm/min，且感应器与外圈1圆弧内滚道表面之间的间距为1.5mm，本实施例的淬火介质同实施例3，其质量百分比浓度经水稀释后为5％。外圈1圆弧内滚道表面完成淬火后，空冷6小时，送进回火箱炉，选择温度180℃进行低温回火，回火时间为4小时，回火完后出炉，并空冷6小时后才能进行下道工序的加工

四、精车

本实施例中外圈1的精车工艺基本同实施例3，其区别主要在于：本实施例中密封槽的宽度5mm，密封槽的深度6mm。

五、蜗轮齿加工(蜗轮滚齿)

本实施例中外圈1的蜗轮齿加工工艺同实施例3。

六、划线

本实施例中外圈1的划线工艺同实施例3。

七、钻孔、车磨

本实施例中外圈1的钻孔、车磨工艺基本同实施例3，其区别主要在于：本实施例中钻孔所用麻花钻转速选择140r/min，丝锥选择60r/min，车磨时选择机床主轴的转速V＝20r/min，选择走刀量F＝36mm/min。

B、中圈5的加工工序流程为：粗车—镗、钻—半精车—热处理(滚道淬火)—精车—划线—钻孔—车磨，其中各工序的具体加工过程如下：

一、粗车

以环状毛坯为加工原料进行中圈5的粗车加工，其具体加工参照外圈1粗车工艺。

二、镗、钻

本实施例中中圈5的镗、钻加工工艺同实施例3。

三、半精车

本实施例中中圈5的半精车加工工艺基本同实施例3，其区别在于：本实施例中机床转速V＝16r/min，走刀量F＝36mm/min，圆弧外滚道及内滚道中心直径留磨余量a＝1.2mm，中圈5的上、下圆弧外滚道连接处及其上、下圆弧内滚道连接处滚道油槽的深度2mm。

四、热处理(滚道淬火—回火)

采用中频感应对中圈圆弧外滚道表面进行连续性淬火，中频频率为8000Hz，为了保证中圈5圆弧外滚道的淬火效果及其淬火后的使用性能，控制圆弧滚道表面热处理参数如下：功率55KW，中圈旋转速度210mm/min，感应器与中圈圆弧外滚道之间的距离1mm，淬火介质浓度5％，中圈圆弧外滚道表面淬火完后，空冷5小时，然后采用中频感应对中圈圆弧内滚道表面进行连续性淬火，中频频率为8000Hz，中圈5圆弧内、外滚道表面均淬火后，空冷6小时，送进回火箱炉，进行低温回火，已消除淬火过程中产生的热应力，回火工艺参数同外圈1圆弧内滚道的回火工艺。

五、精车

本实施例中中圈5的精车加工基本同实施例3，其中密封槽的宽度5mm，密封槽的深度6mm。

六、划线

本实施例中中圈5的划线操作同实施例3。

七、钻孔

划线结束后，对中圈5进行钻孔加工，中圈安装孔501的加工工艺同外圈安装孔102。

八、车磨

本实施例中中圈5的车磨工艺基本同实施例3，其区别在于：本实施例中车磨加工中选择机床主轴的转速V＝20r/min，选择走刀量F＝36mm/min。

C、内圈加工工序：粗车—半精车—精车I—插齿(齿轮插齿)—热处理(滚道淬火、齿轮淬火、回火)—精车II—划线—钻孔—车磨，其中各工序的具体加工过程为：

一、粗车

内圈8的粗车加工工艺参照外圈1的粗车加工。

二、半精车

本实施例中内圈8的半精车加工工艺基本同实施例3，其中，选择机床转速V＝16r/min，走刀量F＝36mm/min；圆弧外滚道中心直径需有留磨余量a＝1.2mm，且内圈8上、下圆弧外滚道连接处滚道油槽的深度2mm。

三、精车I

本实施例中内圈8的精车I加工工艺同实施例3。

四、插齿(齿轮插齿)

本实施例中内圈8的插齿加工工艺同实施例3。

五、热处理(滚道淬火、齿轮淬火、回火)

1、内圈8圆弧外滚道的淬火：内圈8圆弧外滚道的淬火工艺参照外圈1圆弧内滚道的淬火工艺。

2、内圈8圆弧外滚道表面淬火完后，空冷6小时，装夹内圈8入齿轮淬火机上，根据内圈齿轮模数的大小，选择专用的齿轮表面淬火感应器，采用中频感应对内圈8齿轮轮齿表面进行淬火处理，感应器功率15KW，淬火中频频率为8000Hz，且淬火加热过程中内圈8固定不动，淬火感应器进行移动，为了保证内圈8轮齿的硬度、耐磨性及抗断裂性能等满足实用要求，控制感应器移动的线速度为400mm/min，感应器与齿轮轮齿表面之间的距离1.5mm，淬火介质浓度5％。此外，由于轮齿间距较小在淬火过程中极易发生二次淬火，存在热应力，产生变形，因此，本实施例采用单齿相隔淬火的工艺，即一个齿一个齿进行淬火，一个齿淬火完成后再对间隔的齿进行淬火，从而保证回转支承的承载能力。

3、内圈圆弧外滚道、齿轮部位表面淬火后，进行回火处理，回火处理工艺参数同外圈1圆弧内滚道回火工艺。

六、精车II

内圈8的精车II工艺同中圈5的精车工艺。

七、划线

精车II加工结束后，对内圈8进行划线、钻孔、车磨加工，其具体工艺参照外圈1的划线、钻孔、车磨工艺。

D、装配

本实施例的装配工艺同实施例3。

实施例5

本实施例的蜗轮式回转支承的加工方法包括以下步骤：

A、外圈1的加工工序流程为：粗车—半精车—热处理(滚道淬火)—精车—滚齿(蜗轮滚齿)—划线—钻孔—车磨，其中各工序的具体加工过程如下：

一、粗车

本实施例中外圈1的粗车加工工艺同实施例3。

二、半精车

本实施例中外圈1的半精车加工工艺基本同实施例3，其区别在于：本实施例选择机床转速V＝35r/min，走刀量F＝25mm/min；外圈1圆弧内滚道中心直径留磨余量a＝0.9mm。外圈1圆弧内滚道加工完后，用油槽刀在上、下圆弧内滚道连接处加工滚道油槽，滚道油槽的宽度为钢球直径的1/4，深度为2.5mm。

三、热处理(滚道表面淬火、回火)

本实施例中外圈1的热处理工艺操作基本同实施例3，其区别在于：淬火感应器的功率为50KW，淬火中频频率为4500Hz，且控制外圈1旋转的线速度为180mm/min，且感应器与外圈1圆弧内滚道表面之间的间距为1.3mm，本实施例的淬火介质同实施例3，其浓度经水稀释后为。外圈1圆弧内滚道表面完成淬火后，空冷5小时，送进回火箱炉，选择温度190℃进行低温回火，回火时间为3.5小时，回火完后出炉，并空冷7小时后才能进行下道工序的加工

四、精车

本实施例中外圈1的精车工艺基本同实施例3，其区别主要在于：本实施例中密封槽的宽度4mm，密封槽的深度5mm。

五、蜗轮齿加工(蜗轮滚齿)

本实施例中外圈1的蜗轮齿加工工艺同实施例3。

六、划线

本实施例中外圈1的划线工艺同实施例3。

七、钻孔、车磨

本实施例中外圈1的钻孔、车磨工艺基本同实施例3，其区别主要在于：本实施例中钻孔所用麻花钻转速选择90r/min，丝锥选择100r/min，车磨时选择机床主轴的转速V＝70r/min，选择走刀量F＝26mm/min。

B、中圈5的加工工序流程为：粗车—镗、钻—半精车—热处理(滚道淬火)—精车—划线—钻孔—车磨，其中各工序的具体加工过程如下：

一、粗车

以环状毛坯为加工原料进行中圈5的粗车加工，其具体加工参照外圈1粗车工艺。

二、镗、钻

本实施例中中圈5的镗、钻加工工艺同实施例3。

三、半精车

本实施例中中圈5的半精车加工工艺基本同实施例3，其区别在于：本实施例中机床转速V＝45r/min，走刀量F＝20mm/min，圆弧外滚道及内滚道中心直径留磨余量a＝1.0mm，中圈5的上、下圆弧外滚道连接处及其上、下圆弧内滚道连接处滚道油槽的深度2.5mm。

四、热处理(滚道淬火—回火)

采用中频感应对中圈圆弧外滚道表面进行连续性淬火，中频频率为6000Hz，为了保证中圈5圆弧外滚道的淬火效果及其淬火后的使用性能，控制圆弧滚道表面热处理参数如下：功率52KW，中圈旋转速度165mm/min，感应器与中圈圆弧外滚道之间的距离1.4mm，淬火介质浓度5％，中圈圆弧外滚道表面淬火完后，空冷4小时，然后采用中频感应对中圈圆弧内滚道表面进行连续性淬火，中频频率为7000Hz，中圈5圆弧内、外滚道表面均淬火后，空冷5小时，送进回火箱炉，进行低温回火，已消除淬火过程中产生的热应力，回火工艺参数同外圈1圆弧内滚道的回火工艺。

五、精车

本实施例中中圈5的精车加工基本同实施例3，其中密封槽的宽度4mm，密封槽的深度5mm。

六、划线

本实施例中中圈5的划线操作同实施例3。

七、钻孔

划线结束后，对中圈5进行钻孔加工，中圈安装孔501的加工工艺同外圈安装孔102。

八、车磨

本实施例中中圈5的车磨工艺基本同实施例3，其区别在于：本实施例中车磨加工中选择机床主轴的转速V＝75r/min，选择走刀量F＝22mm/min。

C、内圈加工工序：粗车—半精车—精车I—插齿(齿轮插齿)—热处理(滚道淬火、齿轮淬火、回火)—精车II—划线—钻孔—车磨，其中各工序的具体加工过程为：

二、粗车

内圈8的粗车加工工艺参照外圈1的粗车加工。

二、半精车

本实施例中内圈8的半精车加工工艺基本同实施例3，其中，选择机床转速V＝45r/min，走刀量F＝22mm/min；圆弧外滚道中心直径需有留磨余量a＝1.1mm，且内圈8上、下圆弧外滚道连接处滚道油槽的深度2.5mm。

三、精车I

本实施例中内圈8的精车I加工工艺同实施例3。

四、插齿(齿轮插齿)

本实施例中内圈8的插齿加工工艺同实施例3。

五、热处理(滚道淬火、齿轮淬火、回火)

1、内圈8圆弧外滚道的淬火：内圈8圆弧外滚道的淬火工艺参照外圈1圆弧内滚道的淬火工艺。

2、内圈8圆弧外滚道表面淬火完后，空冷5小时，装夹内圈8入齿轮淬火机上，根据内圈齿轮模数的大小，选择专用的齿轮表面淬火感应器，采用中频感应对内圈8齿轮轮齿表面进行淬火处理，感应器功率50KW，淬火中频频率为3500Hz，且淬火加热过程中内圈8固定不动，淬火感应器进行移动，为了保证内圈8轮齿的硬度、耐磨性及抗断裂性能等满足实用要求，控制感应器移动的线速度为330mm/min，感应器与齿轮轮齿表面之间的距离2mm，淬火介质浓度5％。此外，由于轮齿间距较小在淬火过程中极易发生二次淬火，存在热应力，产生变形，因此，本实施例采用单齿相隔淬火的工艺，即一个齿一个齿进行淬火，一个齿淬火完成后再对间隔的齿进行淬火，从而保证回转支承的承载能力。

3、内圈圆弧外滚道、齿轮部位表面淬火后，进行回火处理，回火处理工艺参数同外圈1圆弧内滚道回火工艺。

六、精车II

内圈8的精车II工艺同中圈5的精车工艺。

七、划线

精车II加工结束后，对内圈8进行划线、钻孔、车磨加工，其具体工艺参照外圈1的划线、钻孔、车磨工艺。

D、装配

本实施例的装配工艺同实施例3。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种蜗轮式回转支承的加工方法，其特征在于，其步骤为：

步骤一、外圈的加工

外圈(1)的加工工序流程为：粗加工—半精车—热处理—精车—滚齿—划线—钻孔—车磨；

步骤二、中圈的加工

中圈(5)的加工工序流程为：粗加工—镗、钻—半精车—热处理—精车—划线—钻孔—车磨；

步骤三、内圈的加工

内圈(8)的加工工序流程为：粗加工—半精车—精车I—插齿—热处理—精车II—划线—钻孔—车磨；

步骤四、回转支承的装配

将加工好的外圈(1)、中圈(5)及内圈(8)进行装配，即完成回转支承的整体装配。

2.根据权利要求1所述的一种蜗轮式回转支承的加工方法，其特征在于：所述外圈(1)上加工有外圈轮齿(101)，内圈(8)上加工有内圈轮齿(801)，且外圈轮齿(101)采用蜗轮式轮齿，内圈轮齿(801)采用双径节式轮齿。

3.根据权利要求2所述的一种蜗轮式回转支承的加工方法，其特征在于：所述外圈轮齿(101)的模数m为2.5～10，齿数Z取90～280，齿形压力角α＝20°，变位系数x取-0.5～+0.5，导程角β为3°～10°，所述内圈轮齿(801)用双径节模数表示为DP2/DP1，其结构尺寸参数计算如下：分度圆直径D₀＝25.4×Z/DP₂，齿顶高齿根高齿顶圆直径Da＝D₀－2h_a、齿根圆直径D_f＝D₀－2h_f；其中，齿轮齿顶高系数齿轮顶隙系数C^*＝0.25，轮齿齿数Z的取值范围为50～300，x为变位系数。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种蜗轮式回转支承的加工方法，其特征在于：所述外圈(1)的具体加工步骤为：

(1)粗加工：以环状毛坯为加工原料，对外圈(1)上、下平面及其外圆、内孔进行粗车加工；

(2)半精车：以外圈(1)安装面作为平面基准，校圆外圈(1)内孔，校圆允差不大于0.1mm，校圆完成后装夹外圈(1)外圆，采用机床对外圈(1)圆弧内滚道进行加工；

(3)热处理：使用滚道表面淬火感应器对外圈(1)圆弧内滚道进行表面连续性淬火，淬火加热过程中控制外圈(1)进行旋转，且淬火后进行回火处理，为下道工序做准备；

(4)精车：对外圈(1)的安装面与非安装面进行精车加工，平面加工完成后对其外圆及内孔进行精加工，然后对外圈(1)内侧密封槽的结构进行加工；

(5)滚齿：选择外圈(1)安装面作为平面基准，校圆外圈(1)外圆，校圆后在滚齿机上装夹外圈(1)内孔；外圈(1)装夹完后，采用蜗轮滚刀来加工外圈轮齿(101)，得到蜗轮式外圈轮齿；

(6)划线、钻孔：在外圈(1)上进行外圈安装孔(102)及注油孔(3)的划线、钻孔加工；

(7)车磨：通过车磨将圆弧内滚道中心直径D0、钢球中心高H0、圆弧内滚道半径R加工至设计尺寸。

5.根据权利要求4所述的一种蜗轮式回转支承的加工方法，其特征在于：所述中圈(5)的具体加工步骤为：

(1)粗加工：以环状毛坯为加工原料，对中圈(5)上、下平面及其外圆、内孔进行粗车加工；

(2)镗、钻：利用镗床在中圈(5)的两个相对侧面分别加工堵塞孔T1、堵塞孔T2，其中，堵塞孔T1用于外圈(1)与中圈(5)间钢球、隔离块的装配；堵塞孔T2用于中圈(5)与内圈(8)间钢球、隔离块的装配；堵塞孔加工完后，装配对应的堵塞(6)，并加工圆锥销孔，通过圆锥销(7)对堵塞(6)与堵塞孔进行紧固连接；

(3)半精车：采用机床对中圈(5)圆弧内滚道及其圆弧外滚道进行加工；

(4)热处理：使用滚道表面淬火感应器先对中圈(5)圆弧外滚道进行表面连续性淬火，淬火加热过程中控制中圈(5)进行旋转，中圈(5)圆弧外滚道表面淬火完后，空冷3～5小时，然后对中圈(5)圆弧内滚道表面进行连续性淬火，中圈(5)圆弧内滚道表面淬火结束后进行回火处理，为下道工序做准备；

(5)精车：对中圈(5)的安装面与非安装面进行精车加工，然后对中圈(5)上密封槽的结构进行加工；

(6)划线、钻孔：在中圈(5)上进行中圈安装孔(501)的划线、钻孔加工；

(7)车磨：通过车磨将圆弧外滚道中心直径D02、外滚道钢球中心高H02、圆弧外滚道半径R2及圆弧内滚道中心直径D03、内滚道钢球中心高H03、圆弧内滚道半径R3加工至设计尺寸。

6.根据权利要求5所述的一种蜗轮式回转支承的加工方法，其特征在于：所述内圈(8)的具体加工步骤为：

(1)粗加工：以环状毛坯为加工原料，对内圈(8)上、下平面及其外圆、内孔进行粗车加工；

(2)半精车：以内圈(8)安装面为平面基准对内圈(8)外圆进行校圆，校圆完成后装夹内圈(8)内孔，采用机床对内圈(8)圆弧外滚道进行加工；

(3)精车I：对内圈(8)安装面及非安装面进行精车加工，平面加工完后，以非安装面作为平面基准，进行内孔校圆，校圆后装夹外圆，加工内圈(8)内孔直径；

(4)插齿：采用齿轮盘插刀具进行内圈轮齿(801)的插齿加工，所述内圈轮齿(801)采用双径节式轮齿；

(5)热处理：首先对内圈(8)圆弧外滚道进行表面连续性淬火，淬火加热过程中控制内圈(8)进行旋转，内圈(8)圆弧外滚道表面淬火完后，空冷4～6小时，采用中频感应对内圈(8)齿轮轮齿表面进行淬火处理；

(6)精车II：对内圈(8)的安装面与非安装面进行精车加工，然后对内圈(8)上密封槽的结构进行加工；

(7)划线、钻孔：在内圈(8)上进行内圈安装孔(802)的划线、钻孔加工；

(8)车磨：通过车磨将圆弧外滚道中心直径、钢球中心高、圆弧外滚道半径加工至设计尺寸。

7.根据权利要求6所述的一种蜗轮式回转支承的加工方法，其特征在于：采用半精车对外圈(1)、中圈(5)及内圈(8)圆弧滚道进行加工时，控制机床主轴转速V＝16～60r/min，走刀量F＝16～36mm/min，圆弧滚道中心直径留磨余量a＝0.6～1.2mm；所述外圈(1)、中圈(5)及内圈(8)车磨加工过程中每刀进刀量不大于1mm，且控制机床主轴的转速V＝20～100r/min，走刀量F＝12～36mm/min。

8.根据权利要求6所述的一种蜗轮式回转支承的加工方法，其特征在于：采用滚道表面淬火感应器对各圈滚道进行淬火处理时，淬火感应器的功率为47～55KW，淬火中频频率为2500～8000Hz，淬火加热过程中控制各圈旋转线速度为140～210mm/min，感应器与各圈滚道表面之间的距离为1～1.5mm；外圈(1)及中圈(5)滚道淬火结束后先空冷4～6小时，然后置于180℃～200℃进行低温回火，回火时间为3～4小时，回火完后出炉并空冷6～8小时；采用中频感应对内圈(8)齿轮轮齿表面进行淬火处理时，感应器功率为15～55KW，淬火中频频率为2500～8000Hz，且淬火加热过程中内圈(8)固定不动，淬火感应器进行移动，控制感应器移动的线速度为290～400mm/min，感应器与齿轮轮齿表面之间的距离1.5～3.5mm，且采用单齿相隔淬火的工艺。

9.根据权利要求7或8所述的一种蜗轮式回转支承的加工方法，其特征在于：所述外圈(1)、中圈(5)及内圈(8)上的密封槽均加工为双曲线密封槽，该双曲线密封槽的曲线方程x²/a²-y²/b²＝1中，实轴a的取值范围为5～15mm，虚轴b的取值范围为3～15mm，密封槽的宽度为2.5～5mm，密封槽的深度为4～6mm，且密封槽内安装有密封圈(4)，该密封圈(4)为双唇式密封圈且与密封槽的形状、尺寸相匹配。

10.根据权利要求9所述的一种蜗轮式回转支承的加工方法，其特征在于：所述各圈滚道及内圈轮齿(801)淬火用淬火介质选用南京科润工业介质有限公司生产的型号为KR6480的水溶性淬火介质，该淬火介质经溶剂水稀释后质量浓度为4～5％；所述外圈(1)、中圈(5)及内圈(8)滚道均加工为双圆弧滚道，钢球与滚道之间的接触角为45°，且外圈(1)与中圈(5)、中圈(5)与内圈(8)之间装配后，相互间的滚道和钢球之间均存在配合间隙，该配合间隙大小范围为0.10～0.30mm。