CN109926874A - 一种表面涂层的电镀四点接触球轴承内外圈的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表面涂层的电镀四点接触球轴承内外圈的加工工艺，包括如下步骤：下料、车削加工、热处理、粗磨、镀锌、精磨沟道和精磨表面，并在磨削时通过冷却组件进行冷却；本发明通过在精磨时使用冷却新液对内外圈进行冷却，减轻了磨削时冷却液对锌镀层的破坏，减少了精磨时黑斑、沟道烧伤和表面粗糙度不良等问题的发生，提高了产品的质量，同时通过冷却组件的设置实现了冷却原液与冷却新液的替换，减少了冷却新液的浪费，节约了加工成本。

Description

一种表面涂层的电镀四点接触球轴承内外圈的加工工艺

技术领域

本发明涉及轴承加工技术领域，特别是指一种表面涂层的电镀四点接触球轴承内外圈的加工工艺。

背景技术

轴承包括外圈、内圈、滚动体钢球、保持架、内密封件、外密封件和防尘盖。在农用播种机导向轮中需要应用到一种表面涂层的电镀四点接触球轴承，这种轴承在外形尺寸及结构方面不同于国家标准轴承，其外形尺寸和结构形状是根据播种机导向轮固定安装空间进行独特设计的，鉴于播种机导向轮长期在各种强酸、碱雾气等强腐蚀环境中，轴承表面必须进行镀锌处理，但发明人发现，现有的轴承加工方法在加工过程中容易产生在黑斑、沟道烧伤和表面粗糙度不良等问题，影响了轴承的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种表面涂层的电镀四点接触球轴承内外圈的加工工艺，用以解决上述问题的之一或全部。

基于上述目的本发明提供的一种表面涂层的电镀四点接触球轴承内外圈的加工工艺，所述球轴承包括外圈、内圈、滚动体钢球、保持架、内密封件、外密封件和防尘盖，包括如下步骤：

(1)下料，根据内、外圈的尺寸进行下料得到内、外圈坯料；

(2)车削加工，对内、外圈坯料先进行粗车，切削速度6-8转/秒，切削量8-10mm，粗车完后进行48小时的实效处理，实效处理完成后对零件进行精车，切削速度8-10转/秒，切削量0.2-0.2mm；

(3)热处理，对车削后的坯料进行淬火处理，温度为850℃±20℃,淬火后进行油冷处理，再进行回火处理，温度为200℃±50℃，回火时间大于48小时；

(4)粗磨，开启冷却组件，喷洒冷却原液，对内、外圈的上下端面、外径与沟道进行粗磨，采用颗粒度为24度的树脂砂轮进行磨削，线速度控制在1500转/分钟，最大磨削深度不得超过1毫米，冷却组件根据粗磨的线速度控制冷却原液的喷出流量，冷却原液的流量范围为0-0.04m³/min，冷却原液的喷出流量与粗磨的线速度成正比；

(5)镀锌，将内、外圈整体放入镀锌槽内进行镀锌，镀层厚度为3-5μm；

(6)精磨沟道，开启冷却组件，喷洒冷却原液，对内、外圈的沟道进行磨削，直至将沟道内的镀锌层磨除；

(7)精磨表面，更换颗粒度为70度的树脂砂轮，切换冷却组件，使冷却组件采用最大流量喷洒冷却新液，精磨磨削量为粗磨加工时的一半，其中，所述冷却原液包括有机胺和有机酸，所述冷却新液包括如下成分：有机胺、有机酸和基础油。

进一步的，所述有机胺为丁二酸酰胺，所述有机酸为油酸，丁二酸酰胺与油酸按质量比1:2.5混合。

进一步的，所述基础油为SK-100基础油，添加量为3～5wt.％。

进一步的，所述冷却新液中还添加有茉莉香精。

进一步的，所述冷却组件包括新液筒、原液筒、转换阀、送液泵、流量控制阀与喷洒管，所述新液筒与所述原液筒均通过管道与所述转换阀相连通，所述转换阀的出液口与所述送液泵的进液口相连通，所述送液泵的出口与所述喷洒管相连通，所述流量控制阀安装在所述送液泵与所述喷洒管之间。

进一步的，所述转换阀包括阀体，所述阀体内设有空腔，所述阀体外设有均与所述空腔相连通的新液进管、原液进管与出液管，所述新液进管、所述原液进管与所述出液管三者之间的夹角均为120°，所述空腔内转动连接有转向阀块，所述转向阀块内设有连通腔，所述连通腔的一个端口与所述新液进管或所述原液进管相连通时，所述连通腔的另一个端口与所述出液管相连通。

进一步的，所述连通腔的两个端口与所述转向阀块旋转中心的连线呈120°夹角。

进一步的，所述转换阀还包括旋转把手，所述旋转把手带动所述转向阀块在所述阀体内转动，所述转向阀块的转动角度范围为0°-120°。

进一步的，所述旋转把手上设有指示连通腔位置的标识。

进一步的，所述阀体上设有两个挡块，所述旋转把手上设有延伸杆，所述延伸杆位于两个所述挡块之间，两个所述挡块与所述阀体中心的连线的夹角为120°。

从上面所述可以看出，本发明提供的表面涂层的电镀四点接触球轴承内外圈的加工工艺，通过在精磨时使用冷却新液对内外圈进行冷却，减轻了磨削时冷却液对锌镀层的破坏，减少了精磨时黑斑、沟道烧伤和表面粗糙度不良等问题的发生，提高了产品的质量，同时通过冷却组件的设置实现了冷却原液与冷却新液的替换，减少了冷却新液的浪费，节约了加工成本。

附图说明

图1为本发明的实施例的冷却组件的示意图；

图2为本发明的实施例的新液进管与出液管相连通时的示意图；

图3为本发明的实施例的原液进管与出液管相连通时的示意图；

图4为本发明的一种实施例的转向阀的示意图；

图5为本发明的另一种实施例的转向阀的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

为了解决轴承加工方法在加工过程中容易产生在黑斑、沟道烧伤和表面粗糙度不良等问题，本发明实施例提供的一种表面涂层的电镀四点接触球轴承内外圈的加工工艺，所述球轴承包括外圈、内圈、滚动体钢球、保持架、内密封件、外密封件和防尘盖，包括如下步骤：

(1)下料，根据内、外圈的尺寸进行下料得到内、外圈坯料；

(2)车削加工，对内、外圈坯料先进行粗车，切削速度6-8转/秒，切削量8-10mm，粗车完后进行48小时的实效处理，实效处理完成后对零件进行精车，切削速度8-10转/秒，切削量0.2-0.2mm；

(3)热处理，对车削后的坯料进行淬火处理，温度为850℃±20℃,淬火后进行油冷处理，再进行回火处理，温度为200℃±50℃，回火时间大于48小时；

(4)粗磨，开启冷却组件，喷洒冷却原液，对内、外圈的上下端面、外径与沟道进行粗磨，采用颗粒度为24度的树脂砂轮进行磨削，线速度控制在1500转/分钟，最大磨削深度不得超过1毫米，冷却组件根据粗磨的线速度控制冷却原液的喷出流量，冷却原液的流量范围为0-0.04m³/min，冷却原液的喷出流量与粗磨的线速度成正比；

(5)镀锌，将内、外圈整体放入镀锌槽内进行镀锌，镀层厚度为3-5μm；

(6)精磨沟槽，开启冷却组件，喷洒冷却原液，对内、外圈的沟道进行磨削，直至将沟道内的镀锌层磨除；

(7)精磨表面，更换颗粒度为70度的树脂砂轮，切换冷却组件，使冷却组件采用最大流量喷洒冷却新液，精磨磨削量为粗磨加工时的一半，其中，所述冷却原液包括有机胺和有机酸，所述冷却新液包括如下成分：有机胺、有机酸和基础油。

为使本发明实施例的技术方案和优点更加清楚明白，本发明实施例提供了一种表面涂层的电镀四点接触球轴承外圈的加工工艺，所述球轴承包括外圈、内圈、滚动体钢球、保持架、内密封件、外密封件和防尘盖，包括如下步骤：

(1)下料，根据内、外圈的尺寸，将制备内、外圈所需的原料钢合金，进行熔炼后倒入模型中，进行下料成型，得到内、外圈坯料；

(2)车削加工，对内、外圈坯料先进行粗车，切削速度6-8转/秒，切削量8-10mm，粗车完后进行48小时的实效处理，实效处理完成后对零件进行精车，切削速度8-10转/秒，切削量0.2-0.2mm；

(3)热处理，对车削后的坯料进行淬火处理，温度为850℃±20℃,淬火后进行油冷处理，再进行回火处理，温度为200℃±50℃，回火时间大于48小时；

(4)粗磨，开启冷却组件，喷洒冷却原液，对内、外圈的上下端面、外径与沟道进行粗磨，采用颗粒度为24度的树脂砂轮进行磨削，线速度控制在1500转/分钟，最大磨削深度不得超过1毫米，冷却组件根据粗磨的线速度控制冷却原液的喷出流量，冷却原液的流量范围为0-0.04m³/min，冷却原液的喷出流量与粗磨的线速度成正比，既当粗磨的线速度达到1500转/分钟时，冷却原液的流量为0.04m³/min，此设置既能保证冷却原液能够及时将磨削产生的热量带走，又能节约冷却原液的用量，减少浪费，节约成本，冷却原液的成分见表1；

(5)镀锌，将内、外圈整体放入镀锌槽内进行镀锌，保证内、外圈整体的镀层厚度为3-5μm；

(6)精磨沟道，开启冷却组件，喷洒冷却原液，对内、外圈的沟道进行磨削，直至将沟道内的镀锌层磨除，因沟道与滚动体钢球经常接触，镀层容易脱落，影响轴承的使用寿命，事先将沟道内的镀锌层磨除能够避免脱落的镀层对轴承寿命的影响；

(7)精磨表面，更换颗粒度为70度的树脂砂轮，切换冷却组件，使冷却组件采用最大流量喷洒冷却新液，将将内、外圈表面的冷却原液冲洗干净后，再进行精磨，精磨磨削量为粗磨加工时的一半，其中，所述冷却原液包括有机胺和有机酸，所述冷却新液包括如下成分：有机胺、有机酸和基础油，冷却新液的成分见表1。

本发明通过在精磨时使用冷却新液对内、外圈进行冷却，减轻了磨削时冷却液对锌镀层的破坏，减少了精磨时黑斑、沟道烧伤和表面粗糙度不良等问题的发生，提高了产品的质量，同时通过冷却组件的设置实现了冷却原液与冷却新液的替换，减少了冷却新液的浪费，节约了加工成本。

为了实现冷却新液的效果，所述有机胺为丁二酸酰胺，所述有机酸为油酸，丁二酸酰胺与油酸按质量比1:2.5混合调配，并添加3wt.％～5wt.％的SK-100的基础油。为了验证冷却新液的效果，在同样的条件下对采用冷却原液与冷却新液的工件进行粗糙度检测，得出如表1所示的结果：

表1新旧冷却液配方及粗糙度性能测试结果

表1中的数据可以看出，在精磨时采用冷却新液作为冷却剂，由于冷却新液为油溶性的，因此有较好的附着性，从而隔绝轴承与空气的接触，防止在磨削的过程中，轴承金属与氧气、水在磨削热的作用下反生氧化和水解等不良化学反应，从而能够避免黑斑的产生，并且具有润滑作用，降低精磨过程中砂轮和材料之间的刻划和划擦，从而提升磨削精细度，制备的产品具有较好的表面粗糙度，能够保证工件的加工质量，使用冷却新液，在磨削过程将大量的磨削热带走，降低磨削区的温度。

在现有的加工过程中，冷却液在磨削时会产生难闻的气味，为了减轻难闻气味对操作工人的影响，在所述冷却新液中还添加有少量的茉莉香精。

同时，为了验证新旧冷却液在使用过程中产生的作用，本发明实施例分别从切削速度、切削温度、切削力方面对新旧冷却液进行了测试，本发明实施例的测试数据是在普通平面磨床上，进行的磨削深度为0.1mm的磨削加工实验，(主要试验装置、试验条件和数据采集方法见文献：葛培琪，程建辉，等。磨削液磨削加工特性的研究。润滑与密封，2003(4):9～12)。测试结果见表2。

表2性能测试结果

表2的数据显示，使用冷却新液，将大量的磨削热带走，使磨削区的温度可降至98-115℃。从而有效的防止轴承材料发生变形和烧伤，冷却新液的润滑作用，在切削相同深度的状态下，切削速度提升至46.8mm/s，且切削力由99.92N降至63.43N，此测试数据也和表1的表面粗糙度的降低相对应。

为了能够实现冷却新液与冷却原液的转换，如图1所示，所述冷却组件包括新液筒1、原液筒2、转换阀3、送液泵4、流量控制阀6与喷洒管5，所述新液筒1与所述原液筒2均通过管道与所述转换阀3相连通，所述转换阀3的出液口与所述送液泵4的进液口相连通，所述送液泵4的出口与所述喷洒管5相连通，所述流量控制阀6安装在所述送液泵4与所述喷洒管5之间。其中，在新液筒1与原液筒2中分别装有冷却新液与冷却原液，通过转换阀3切换新液筒1与原液筒2的管道与送液泵4相连通，在送液泵4的作用下由喷洒管5喷出，流量控制阀6控制喷洒管喷出的冷却液的流量，为了实现这一功能，流量控制阀为电磁比例阀，流量控制阀与磨床的控制器电性连接，磨床上还安装有检测磨头转速的测速传感器，测速传感器与控制器电性连接，控制器根据测速传感器测得的磨头速度控制流量控制阀的开度，进而控制喷洒管喷出的冷却液的流量。

进一步的，如图2和图3所示，所述转换阀3包括阀体31，所述阀体31内设有空腔，所述阀体31外设有均与所述空腔相连通的新液进管32、原液进管33与出液管34，所述新液进管32、所述原液进管33与所述出液管34三者之间的夹角均为120°，所述空腔内转动连接有转向阀块35，所述转向阀块35内设有连通腔36，所述连通腔36的一个端口与所述新液进管32或所述原液进管33相连通时，所述连通腔36的另一个端口与所述出液管34相连通。

为了能够实现新液进管32和原液进管33与出液管34的切换连通，所述连通腔36的两个端口与所述转向阀块35旋转中心的连线呈120°夹角。当转向阀块35转动时，之前与新液进管32相连通的端口转动至与出液管34相连通，之前与出液管34相连通的端口转动至与原液进管33相连通。

为了便于操作，如图4所示，所述转换阀3还包括旋转把手37，所述旋转把手37设置在所述阀体31的外部，并贯穿阀体31与所述转向阀块35的旋转中心相连接，使旋转把手37能够带动所述转向阀块35在所述阀体31内转动，为了避免误操作，使新液进管32与原液进管33相连通，致使冷却新液与冷却原液混合，所述转向阀块35的转动角度范围为0°-120°。

为了便于了解连通腔36在阀块内的位置，所述旋转把手37上设有指示连通腔36位置的标识38。其中，此标识38指示方向与连通腔36的连通方向相同。

作为本发明的另一种实施方式，如图5所示，所述阀体31上设有两个挡块39，所述旋转把手37上设有延伸杆310，所述延伸杆310位于两个所述挡块39之间，两个所述挡块39与所述阀体31中心的连线的夹角为120°。在两个挡块39的阻挡下，旋转把手37只能做120°的旋转，避免了连通腔36将新液进管32与原液进管33相连通的情况的发生。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种表面涂层的电镀四点接触球轴承内外圈的加工工艺，所述球轴承包括外圈、内圈、滚动体钢球、保持架、内密封件、外密封件和防尘盖，其特征在于，包括如下步骤：

(1)下料，根据内、外圈的尺寸进行下料得到内、外圈坯料；

(2)车削加工，对内、外圈坯料先进行粗车，切削速度6-8转/秒，切削量8-10mm，粗车完后进行48小时的实效处理，实效处理完成后对零件进行精车，切削速度8-10转/秒，切削量0.2-0.2mm；

(3)热处理，对车削后的坯料进行淬火处理，温度为850℃±20℃,淬火后进行油冷处理，再进行回火处理，温度为200℃±50℃，回火时间大于48小时；

(4)粗磨，开启冷却组件，喷洒冷却原液，对内、外圈的上下端面、外径与沟道进行粗磨，采用颗粒度为24度的树脂砂轮进行磨削，线速度控制在1500转/分钟，最大磨削深度不得超过1毫米，冷却组件根据粗磨的线速度控制冷却原液的喷出流量，冷却原液的流量范围为0-0.04m³/min，冷却原液的喷出流量与粗磨的线速度成正比；

(5)镀锌，将内、外圈整体放入镀锌槽内进行镀锌，镀层厚度为3-5μm；

(6)精磨沟道，开启冷却组件，喷洒冷却原液，对内、外圈的沟道进行磨削，直至将沟道内的镀锌层磨除；

(7)精磨表面，更换颗粒度为70度的树脂砂轮，切换冷却组件，使冷却组件采用最大流量喷洒冷却新液，精磨磨削量为粗磨加工时的一半，其中，所述冷却原液包括有机胺和有机酸，所述冷却新液包括如下成分：有机胺、有机酸和基础油。

2.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述有机胺为丁二酸酰胺，所述有机酸为油酸，丁二酸酰胺与油酸按质量比1:2.5混合。

3.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述基础油为SK-100基础油，添加量为3～5wt.％。

4.根据权利要求2所述的加工工艺，其特征在于，所述冷却新液中还添加有茉莉香精。

5.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述冷却组件包括新液筒、原液筒、转换阀、送液泵、流量控制阀与喷洒管，所述新液筒与所述原液筒均通过管道与所述转换阀相连通，所述转换阀的出液口与所述送液泵的进液口相连通，所述送液泵的出口与所述喷洒管相连通，所述流量控制阀安装在所述送液泵与所述喷洒管之间。

6.根据权利要求5所述的加工工艺，其特征在于，所述转换阀包括阀体，所述阀体内设有空腔，所述阀体外设有均与所述空腔相连通的新液进管、原液进管与出液管，所述新液进管、所述原液进管与所述出液管三者之间的夹角均为120°，所述空腔内转动连接有转向阀块，所述转向阀块内设有连通腔，所述连通腔的一个端口与所述新液进管或所述原液进管相连通时，所述连通腔的另一个端口与所述出液管相连通。

7.根据权利要求6所述的加工工艺，其特征在于，所述连通腔的两个端口与所述转向阀块旋转中心的连线呈120°夹角。

8.根据权利要求6所述的加工工艺，其特征在于，所述转换阀还包括旋转把手，所述旋转把手带动所述转向阀块在所述阀体内转动，所述转向阀块的转动角度范围为0°-120°。

9.根据权利要求8所述的加工工艺，其特征在于，所述旋转把手上设有指示连通腔位置的标识。

10.根据权利要求8所述的加工工艺，其特征在于，所述阀体上设有两个挡块，所述旋转把手上设有延伸杆，所述延伸杆位于两个所述挡块之间，两个所述挡块与所述阀体中心的连线的夹角为120°。