CN112621393A - 钢球超精研循环加工的研磨板及其制备钢球的方法 - Google Patents
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Abstract
钢球超精研循环加工的研磨板及其制备钢球的方法，本发明涉及轴承钢球制备领域。本发明要解决较大尺寸钢球加工时，易出现研磨板损坏，钢球表面产生磕伤、碰伤缺陷的技术问题。钢球超精研循环加工的研磨板加大入球口处的开口尺寸，在研磨板开口侧面设置挡板。制备钢球的方法：冷冲压，退火，光球，软磨一，热酸洗，软磨二，热处理，硬磨，冷酸洗，除氢，补充回火，初研，精研，探伤，超精研，终检，钢种鉴别，涂油包装。本发明通过将研磨板入球口处的开口尺寸加大，使钢球在进入研板前的路径距离延长，缓解钢球流动速度。同时在开口侧面增加挡板，能够避免钢球弹跳出球道，提高了产品合格率。本发明用于制备轴承钢球。
Description
技术领域
本发明涉及轴承钢球制备领域。
背景技术
原材料为特殊钢的轴承钢球是军用飞机发动机主轴轴承的主要配套部件之一，由于其材料的特殊性，钢球超精研工序始终采用单沟加工方式，产品一致性较差，生产效率较低。
在加工试验过程中发现，该设备在加工直径15mm以上钢球时，由于钢球自重的原因，在进球口处，钢球在惯性作用下，会直接撞到研板上，造成研磨板损坏，钢球表面产生磕伤、碰伤，而该工序为最终工序，无过多留量，因此钢球表面的损伤无法修复，导致钢球产生缺陷，批产数量下降。
发明内容
本发明要解决较大尺寸钢球加工时，易出现研磨板损坏，钢球表面产生磕伤、碰伤缺陷的技术问题，而提供钢球超精研循环加工的研磨板及其制备钢球的方法。
钢球超精研循环加工的研磨板，该研磨板开口的左边界与垂直中轴线围成的圆心角为40～44度，研磨板开口的右边界与垂直中轴线的夹角为12度，右边界的开口端点与垂直中轴线的距离为123mm。
利用所述钢球超精研循环加工的研磨板制备钢球的方法，具体按以下步骤进行：
一、冷冲压：将磨光钢料由导轮带入钢球冷镦机内，完成切断，送入球模中心，挤压获得带有环带的球坯；
二、退火：将步骤一获得的球坯在加热炉中进行去应力退火处理；
三、光球：将步骤二处理的球坯放入光球机中进行碾搓，获得初步球形的钢球；
四、软磨一：采用钢球磨床将步骤三获得的钢球进行球形修整；
五、热酸洗：将步骤四处理的钢球放入酸液中进行酸腐蚀处理；
六、软磨二：采用钢球磨床去除钢球表面的酸洗层；
七、热处理：将步骤六处理的钢球进行淬火处理，然后进行回火处理；
八、硬磨：采用钢球磨床修整钢球圆度；
九、冷酸洗：将钢球放入酸液中进行冷腐蚀；
十、除氢：将步骤九酸洗后的钢球进行加热除氢处理；
十一、补充回火：采用高温炉将步骤十处理的钢球进行稳定处理；
十二、初研：采用研磨机将钢球进行修整；
十三、精研：采用精研机将钢球进行精整；
十四、探伤：采用涡流探伤机将钢球进行检测，获得检测合格的钢球；
十五、超精研：采用立式循环加工设备将钢球进行精研磨；所述立式循环加工设备中装配研磨板；
十六、终检：采用检测仪器对钢球的尺寸、精度及外观质量进行检测，获得精度符合标准要求的钢球；
十七、钢种鉴别：采用钢种鉴别仪器对钢球进行钢种分选；
十八、涂油包装：将钢球表面涂防锈油，并进行无尘包装，获得钢球成品，完成该方法。
本发明主要针对较大尺寸钢球(直径15mm以上钢球)加工中出现的研板损坏、钢球表面磕伤问题，改变现有进球方式，降低钢球流动过程中对研板进球口的冲击力，达到保护研板不受损、消除钢球表面产生缺陷的风险。
本发明的有益效果是：
本发明通过对超精研工序采用的立式循环加工设备的研磨板开口尺寸的改进，将研磨板入球口处的开口尺寸加大，使钢球在进入研板前的路径距离延长，缓解钢球流动速度。同时在开口侧面增加挡板，能够避免钢球弹跳出球道。因此由于本发明对研磨板开口尺寸的改进，改变了钢球进球状态，达到减缓进球口处的钢球冲击力的目的，使钢球缓慢、有序地进入研板，避免了对研板的损环，同时保证了钢球的表面质量和尺寸精度，进一步实现了较大尺寸钢球超精研的循环加工，保证了钢球质量一致性，提高了特殊材料高精度钢球的批产数量。
经验证，本方法制备的钢球成品为高精度钢球，其产品合格率，由原有的25％提升至80％。
本发明用于制备轴承钢球。
附图说明
图1为实施例一所述钢球超精研循环加工的研磨板的结构示意图；
图2为改进前钢球超精研循环加工的研磨板的结构示意图；
图3为实施例一所述钢球超精研循环加工的研磨板的剖面图(A-A)。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式钢球超精研循环加工的研磨板，该研磨板开口的左边界1-2与垂直中轴线1-3围成的圆心角为40～44度，研磨板开口的右边界1-1与垂直中轴线1-3的夹角为12度，右边界1-1的开口端点与垂直中轴线1-3的距离为123mm。
具体实施方式二：本实施方式利用具体实施方式一所述钢球超精研循环加工的研磨板制备钢球的方法，具体按以下步骤进行：
一、冷冲压：将磨光钢料由导轮带入钢球冷镦机内，完成切断，送入球模中心，挤压获得带有环带的球坯；
二、退火：将步骤一获得的球坯在加热炉中进行去应力退火处理；
三、光球：将步骤二处理的球坯放入光球机中进行碾搓，获得初步球形的钢球；
四、软磨一：采用钢球磨床将步骤三获得的钢球进行球形修整；
五、热酸洗：将步骤四处理的钢球放入酸液中进行酸腐蚀处理；
六、软磨二：采用钢球磨床去除钢球表面的酸洗层；
七、热处理：将步骤六处理的钢球进行淬火处理，然后进行回火处理；
八、硬磨：采用钢球磨床修整钢球圆度；
九、冷酸洗：将钢球放入酸液中进行冷腐蚀；
十、除氢：将步骤九酸洗后的钢球进行加热除氢处理；
十一、补充回火：采用高温炉将步骤十处理的钢球进行稳定处理；
十二、初研：采用研磨机将钢球进行修整；
十三、精研：采用精研机将钢球进行精整；
十四、探伤：采用涡流探伤机将钢球进行检测，获得检测合格的钢球；
十五、超精研：采用立式循环加工设备将钢球进行精研磨；所述立式循环加工设备中装配研磨板；
十六、终检：采用检测仪器对钢球的尺寸、精度及外观质量进行检测，获得精度符合标准要求的钢球；
十七、钢种鉴别：采用钢种鉴别仪器对钢球进行钢种分选；
十八、涂油包装：将钢球表面涂防锈油，并进行无尘包装，获得钢球成品，完成该方法。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一所述钢料为8Cr4Mo4V钢。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是：步骤五所述热酸洗，控制钢球完全浸入酸液中，酸液的温度为80℃。其它与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是：步骤九所述冷酸洗的处理温度为室温。其它与具体实施方式二至四之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
钢球超精研循环加工的研磨板，该研磨板开口的左边界1-2与垂直中轴线1-3围成的圆心角为44度，研磨板开口的右边界1-1与垂直中轴线1-3的夹角为12度，右边界1-1的开口端点与垂直中轴线1-3的距离为123mm，并在开口侧面增加挡板。
利用所述钢球超精研循环加工的研磨板制备钢球的方法，具体按以下步骤进行：
一、冷冲压：将磨光钢料由导轮带入钢球冷镦机内，完成切断，送入球模中心，挤压获得带有环带的球坯；
二、退火：将步骤一获得的球坯在加热炉中进行去应力退火处理；
三、光球：将步骤二处理的球坯放入光球机中进行碾搓，去掉球坯上的两极和环带，获得初步球形的钢球；
四、软磨一：采用钢球磨床，利用砂轮将步骤三获得的钢球进行球形修整；
五、热酸洗：将步骤四处理的钢球完全放入酸液中进行酸腐蚀处理，检查冷镦过程中可能存在的裂纹钢球；控制酸液的温度为80℃；
六、软磨二：采用钢球磨床，利用砂轮去除钢球表面的酸洗层，以满足热处理工序对钢球表面的要求；
七、热处理：将步骤六处理的钢球进行淬火处理，然后进行回火处理，使钢球表面获得所需硬度；
八、硬磨：采用钢球磨床，利用砂轮修整钢球圆度；
九、冷酸洗：将钢球放入酸液中进行冷腐蚀，检查钢球磨削烧伤；
十、除氢：将步骤九酸洗后的钢球进行加热除氢处理；
十一、补充回火：采用高温炉将步骤十处理的钢球进行稳定处理，使钢球材料内部应力进一步释放；
十二、初研：采用研磨机将钢球进行修整，修整钢球的圆度和表面粗糙度；
十三、精研：采用精研机将钢球进行精整，使钢球获得更好的精度和表面粗糙度；
十四、探伤：采用涡流探伤机将钢球进行检测，获得检测合格的钢球，剔除存在表面裂纹和缺陷的钢球；
十五、超精研：采用立式循环加工设备将钢球进行精研磨，使钢球达到成品配套需求的精度；所述立式循环加工设备中装配研磨板；
十六、终检：采用检测仪器对钢球的尺寸、精度及外观质量进行检测，获得精度符合标准要求的钢球；
十七、钢种鉴别：采用钢种鉴别仪器对钢球进行钢种分选，避免其它钢种混入；
十八、涂油包装：将钢球表面涂防锈油，并进行无尘包装，获得钢球成品，完成该方法。
本实施例制备的钢球成品为3/4”NH。
本实施例制备的钢球成品为高精度钢球，其产品合格率，由原有的25％提升至80％。本发明方法不仅提高同批钢球相互差精度，也增加超精研单次加工数量，保证批产品质量一致性。
本发明通过对超精研工序采用的立式循环加工设备的研磨板开口尺寸的改进，将研磨板入球口处的开口尺寸加大，使钢球在进入研板前的路径距离延长，缓解钢球流动速度。同时在开口侧面增加挡板，能够避免钢球弹跳出球道。因此由于本发明对研磨板开口尺寸的改进，改变了钢球进球状态，达到减缓进球口处的钢球冲击力的目的，使钢球缓慢、有序地进入研板，避免了对研板的损环，同时保证了钢球的表面质量和尺寸精度，进一步实现了较大尺寸钢球超精研的循环加工，保证了钢球质量一致性，提高了特殊材料高精度钢球的批产数量。
Claims (5)
1.钢球超精研循环加工的研磨板，其特征在于该研磨板开口的左边界(1-2)与垂直中轴线(1-3)围成的圆心角为40～44度，研磨板开口的右边界(1-1)与垂直中轴线(1-3)的夹角为12度，右边界(1-1)的开口端点与垂直中轴线(1-3)的距离为123mm。
2.利用权利要求1所述钢球超精研循环加工的研磨板制备钢球的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：
一、冷冲压：将磨光钢料由导轮带入钢球冷镦机内，完成切断，送入球模中心，挤压获得带有环带的球坯；
二、退火：将步骤一获得的球坯在加热炉中进行去应力退火处理；
三、光球：将步骤二处理的球坯放入光球机中进行碾搓，获得初步球形的钢球；
四、软磨一：采用钢球磨床将步骤三获得的钢球进行球形修整；
五、热酸洗：将步骤四处理的钢球放入酸液中进行酸腐蚀处理；
六、软磨二：采用钢球磨床去除钢球表面的酸洗层；
七、热处理：将步骤六处理的钢球进行淬火处理，然后进行回火处理；
八、硬磨：采用钢球磨床修整钢球圆度；
九、冷酸洗：将钢球放入酸液中进行冷腐蚀；
十、除氢：将步骤九酸洗后的钢球进行加热除氢处理；
十一、补充回火：采用高温炉将步骤十处理的钢球进行稳定处理；
十二、初研：采用研磨机将钢球进行修整；
十三、精研：采用精研机将钢球进行精整；
十四、探伤：采用涡流探伤机将钢球进行检测，获得检测合格的钢球；
十五、超精研：采用立式循环加工设备将钢球进行精研磨；所述立式循环加工设备中装配研磨板；
十六、终检：采用检测仪器对钢球的尺寸、精度及外观质量进行检测，获得精度符合标准要求的钢球；
十七、钢种鉴别：采用钢种鉴别仪器对钢球进行钢种分选；
十八、涂油包装：将钢球表面涂防锈油，并进行无尘包装，获得钢球成品，完成该方法。
3.根据权利要求2所述的利用钢球超精研循环加工的研磨板制备钢球的方法，其特征在于步骤一所述钢料为8Cr4Mo4V钢。
4.根据权利要求2所述的利用钢球超精研循环加工的研磨板制备钢球的方法，其特征在于步骤五所述热酸洗，控制钢球完全浸入酸液中，酸液的温度为80℃。
5.根据权利要求2所述的利用钢球超精研循环加工的研磨板制备钢球的方法，其特征在于步骤九所述冷酸洗的处理温度为室温。
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