CN112975303B - 一种轻薄系列密封结构轴承外圈的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种轻薄系列密封结构轴承外圈的加工方法。本发明是为了解决现有技术的密封轴承存在密封性能差，出现泄漏润滑脂，密封轴承装配时会存在繁琐、复杂的问题，采用一种轻薄系列密封结构轴承外圈的加工方法。它包括以下步骤：对轴承去应力退火；粗车轴承平面A的第一内台阶和粗车平面B的第二内台阶，及倒轴承的内角；对轴承进行热处理；对轴承的进行粗磨；对轴承进行喷丸处理；硬车平面A和平面B的密封槽；对轴承进行高温补充回火；对轴承进行光饰；对轴承进行细磨；对轴承进行高温补充回火；再对轴承的外沟进行粗研；对轴承的外沟进行精研，对轴承进行终检；对轴承进行终检之后，轴承的加工完成。本发明涉及轴承加工方法领域。
Description
技术领域
本发明涉及轴承加工方法，特别是一种轻薄系列密封结构轴承外圈的加工方法。
背景技术
轴承在机械行业中用途广泛，并起着举足轻重的作用，而每一种轴承又在各自领域里起着不可替代的作用。密封轴承主要是指在滚动轴承的两个端面上，安装具有密封效果的装置。它是一种很有发展前途的产品，它能简化主机轴承部位的设计，无需加密封装置和润滑系统便能保证有效的密封和润滑，具有安装容易、无污染等优点。轴承的密封性能是影响轴承质量的重要因素，轴承的密封性能主要体现在轴承的漏脂、防尘、温升等方面。轴承在不同的用途下对密封性能的要求也不同，在特殊使用环境下即在酸性、碱性或盐性等腐蚀环境下，此环境对轴承的各个部件的材料以及结构都有严格的要求，轴承在运转过程中会出现外部气体及液体侵入轴承内部，轴承密封性能达不到使用要求，会破坏轴承正常工作，从而影响了轴承的润滑性能早期失效，甚至破坏了滚道表面和滚动体的精度，加大轴承摩擦和温升，严重影响轴承动态性能。
现有密封轴承密封结构如图1所示，该种密封轴承结构形式使用寿命较短，有时密封轴承会出现泄漏润滑脂的问题，且装配繁琐、复杂，用于转速不高的轴承。
轻薄系列的密封结构轴承是指轴承壁厚较薄，轴承壁厚差除以外径大于等于5时，属于轻薄系列。
综上所述现有技术的密封轴承存在密封性能差，出现泄漏润滑脂，并且密封轴承装配时会存在繁琐、复杂的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的密封轴承存在密封性能差，出现泄漏润滑脂，并且密封轴承装配时会存在繁琐、复杂的问题，采用一种轻薄系列密封结构轴承外圈的加工方法。
本发明的技术方案是：
一种轻薄系列密封结构轴承外圈的加工方法，它包括以下步骤：
步骤一、对轴承锻件进行喷丸处理：
用喷丸设备对轴承锻件进行喷丸时呈垂直状态喷丸，将喷丸材料喷射到工件表面，喷丸的粒度为10目，喷丸的时间为t1,t1＝35-45min；
步骤二、对轴承进行粗车和倒角；
步骤三、对轴承去应力退火：
步骤二对轴承进行粗车之后，将轴承进行应力退火，将轴承放入炉内，加热温度为K1,K1＝400-500℃，加热时间为t2,t2＝2-4h，当炉的温度冷却到K2以下是，K2＝300℃，将轴承从炉内移出，将轴承放置在空气中冷却到室温；
步骤四、对轴承进行细车；
步骤五、软磨轴承外径；
步骤六、终车轴承外圈内径和车轴承的外沟；
步骤七、粗车轴承平面A1的第一内台阶7和粗车平面B2的第二内台阶8，及倒轴承的内角；
粗车轴承平面A1的第一内台阶7及粗车平面B2的第二内台阶8，粗车时车刀的切削速度均为Vc1，Vc1＝150-120m/min,进给量均为f1，f1＝0.15-0.2mm/r。
粗车两平面内台阶之后，倒轴承的内角；
步骤八、对轴承进行热处理；
步骤九、对轴承的进行粗磨；
步骤十、对轴承进行喷丸处理；
步骤十一中对轴承的外沟进行粗磨后，对轴承进行喷丸处理，用喷丸设备对轴承进行喷丸时呈垂直状态喷丸，将喷丸材料喷射到工件表面，喷丸的粒度为20目，喷丸的时间为t3,t3＝35-45min；
步骤十一、硬车平面A和平面B的密封槽；
步骤十对轴承进行预处理之后，采用数控车床加工，首先车削数控卡爪，将数控卡爪车削到轴承尺寸小于卡爪尺寸，工件尺寸的范围为L1,L1＝0.1-0.15mm，液夹紧压用数控卡爪夹住轴承进行车削，CBN成型车刀宽度尺寸和密封槽的宽度尺寸相同，只需要采用CBN成型车刀车削到工艺要求，车削完平面A1的密封槽，翻转加工平面B2的密封槽；CBN成型车刀加工轴承时切削速度为Vc2，Vc2＝100-200m/min,进给量为f2,f2＝0.03-0.05mm/r；
步骤十二、对轴承进行高温补充回火；
先对轴承外圈进行清洗处理，清洗温度为K3，K3＝80-110℃，清洗时间为t4，t4＝30-60min,然后对轴承进行高温补充回火，高温补充回火温度为K4，K4＝500℃±5℃，保温时间为t5，t5为3-4h，高温补充回火之后将轴承进行空冷到室温；
步骤十三、对轴承进行光饰；
步骤十四、对轴承进行细磨；
步骤十五、对轴承进行高温补充回火；
先对轴承外圈进行清洗处理，清洗温度为K5，K5＝80-110℃，清洗时间为t5，t5＝30-60min,然后对轴承进行高温补充回火，高温补充回火温度为K6，K6＝500℃±5℃，保温时间为t6，t6为3-4h，高温补充回火之后将轴承进行空冷到室温。
步骤十六、对轴承进行终磨；
步骤十七、对轴承进行酸洗，然后对轴承进行除氢，再对轴承进行去锐角；
步骤十八、对轴承进行光饰，然后对轴承进行探伤，再对轴承的外沟进行粗研；
步骤十九、对轴承的外沟进行精研，然后再对轴承进行激光打字；再对轴承进行退磁和清洗；
步骤二十、对轴承进行再退磁、清洗和提交；
步骤二十一、对轴承进行终检；
对轴承进行终检之后，轴承的加工完成。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
一、本发明的密封轴承密封效果较好，装配简单、方便，密封槽结构预防润滑脂泄漏。
二、即使密封结构有轻微磨损，钢骨架密封圈可以自动补偿，钢骨架密封圈是由钢圈和橡胶密封圈组合成一体化结构，橡胶密封圈材料为氟橡胶，氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体，氟原子的引入，赋予橡胶优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，在航天、航空等领域得到了广泛应用，是国防尖端工业中无法替代的关键材料，此材料依靠较高的弹性实现自动补偿的密封效果，以保持良好的密封，也适用于转速相对较高的轴承。
三、本发明改进后的密封槽结构不但提高了轻薄系列密封结构轴承的加工效率，而且提高了轴承加工的稳定性且延长了轴承的使用寿命。
附图说明
图1是现有技术轴承的示意图；
图2是本发明的示意图；
图3是本发明粗车平面A和平面B内台阶的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的一种轻薄系列密封结构轴承外圈的加工方法，它包括以下步骤：
步骤一、对轴承锻件进行喷丸处理：
用喷丸设备对轴承锻件进行喷丸时呈垂直状态喷丸，将喷丸材料喷射到工件表面，喷丸的粒度为10目，喷丸的时间为t1,t1＝35-45min；
步骤二、对轴承进行粗车和倒角；
步骤三、对轴承去应力退火：
步骤二对轴承进行粗车之后，将轴承进行应力退火，将轴承放入炉内，加热温度为K1,K1＝400-500℃，加热时间为t2,t2＝2-4h，当炉的温度冷却到K2以下是，K2＝300℃，将轴承从炉内移出，将轴承放置在空气中冷却到室温；
步骤四、对轴承进行细车；
步骤五、软磨轴承外径4；
步骤六、终车轴承外圈内径3和车轴承的外沟5；
步骤七、粗车轴承平面A1的第一内台阶7和粗车平面B2的第二内台阶8，及倒轴承的内角；
粗车轴承平面A1的第一内台阶7及粗车平面B2的第二内台阶8，粗车时车刀的切削速度均为Vc1，Vc1＝150-120m/min,进给量均为f1，f1＝0.15-0.2mm/r。
粗车两平面内台阶之后，倒轴承的内角；
步骤八、对轴承进行热处理；
步骤九、对轴承的进行粗磨；
步骤十、对轴承进行喷丸处理；
步骤十一中对轴承的外沟5进行粗磨后，对轴承进行喷丸处理，用喷丸设备对轴承进行喷丸时呈垂直状态喷丸，将喷丸材料喷射到工件表面，喷丸的粒度为20目，喷丸的时间为t3,t3＝35-45min；
步骤十一、硬车平面A1和平面B2的密封槽；
步骤十对轴承进行预处理之后，采用数控车床加工，首先车削数控卡爪，将数控卡爪车削到轴承尺寸小于卡爪尺寸，工件尺寸的范围为L1,L1＝0.1-0.15mm，液夹紧压用数控卡爪夹住轴承进行车削，CBN成型车刀宽度尺寸和密封槽的宽度尺寸相同，只需要采用CBN成型车刀车削到工艺要求，车削完平面A1的密封槽，翻转加工平面B2的密封槽；CBN成型车刀加工轴承时切削速度为Vc2，Vc2＝100-200m/min,进给量为f2,f2＝0.03-0.05mm/r；
步骤十二、对轴承进行高温补充回火；
先对轴承外圈进行清洗处理，清洗温度为K3，K3＝80-110℃，清洗时间为t4，t4＝30-60min,然后对轴承进行高温补充回火，高温补充回火温度为K4，K4＝500℃±5℃，保温时间为t5，t5为3-4h，高温补充回火之后将轴承进行空冷到室温；
步骤十三、对轴承进行光饰；
步骤十四、对轴承进行细磨；
步骤十五、对轴承进行高温补充回火；
先对轴承外圈进行清洗处理，清洗温度为K5，K5＝80-110℃，清洗时间为t5，t5＝30-60min,然后对轴承进行高温补充回火，高温补充回火温度为K6，K6＝500℃±5℃，保温时间为t6，t6为3-4h，高温补充回火之后将轴承进行空冷到室温。
步骤十六、对轴承进行终磨；
步骤十七、对轴承进行酸洗，然后对轴承进行除氢，再对轴承进行去锐角；
步骤十八、对轴承进行光饰，然后对轴承进行探伤，再对轴承的外沟5进行粗研；
步骤十九、对轴承的外沟5进行精研，然后再对轴承进行激光打字；再对轴承进行退磁和清洗；
步骤二十、对轴承进行再退磁、清洗和提交；
步骤二十一、对轴承进行终检；
对轴承进行终检之后，轴承的加工完成。
如此设置是粗磨循环加工之后采用“喷丸”的表面强化方法，目的是使工件产生压应力，从而提高工件的疲劳强度、抗应力变形的能力和抗腐蚀的能力，使材料的疲劳寿命大大提高，保证了产品的使用寿命。
对轴承去应力退火目的是去除由于机械加工产生的残余应力。
热处理后轴承外圈硬度达到61HRC-65HRC,因硬度较高，硬车密封槽采用CBN材料的成型车刀，该种材料仅次于金刚石，是一种高温下仍然能保持稳定物理特性的材料，高硬度具有优异的耐磨损性和热稳定性，实现长寿命的高速切削。
因轴承外圈密封槽壁厚较薄，为避免密封槽热处理后变形，将密封槽移至热处理之后加工，即硬车密封槽，但为了减少硬车的留量，在热处理之前粗车密封槽，即粗车两面内台阶工序，为后续硬车密封槽打下良好的加工基础。
高温补充回火目的是有利于彻底消除工件的内应力，稳定工件的尺寸精度，避免工件放置一段时间后出现变形、尺寸或精度超差的问题。
具体实施方式二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤一中对轴承进行喷丸处理，喷丸的材料为铸钢丸，硬度为HRC57-62。
如此设置是粗车加工之前锻件采用“喷丸”处理的加工方法，主要目的是去除锻件表面氧化皮、提高锻件表面质量、消除锻件内部残余内应力、减少热处理后工件变形、提高工件表面耐磨及受压能力。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤二中对轴承进行粗车和倒角，对轴承的平面A1和轴承的外圈内径3进行粗车和倒外圈内径3的内角和外角6。如此设置是去除轴承锻件表面的氧化皮，分步加工减少工件变形，减少切削时产生的应力，避免工件后续加工产生应力，减少热处理变形量，为后工序打下良好的加工基础。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤二中对轴承进行粗车和倒角，对轴承的平面B2和轴承的外径4进行粗车，倒轴承的外径4的内角和外角6。如此设置是去除轴承锻件表面的氧化皮，分步加工减少工件变形，减少切削时产生的应力，避免工件后续加工产生应力，减少热处理变形量，为后工序打下良好的加工基础。其他与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤四中对轴承进行细车，对轴承的平面A1和轴承的外圈内径3进行细车，倒轴承外圈内径3的内角和外角6。如此设置是分步加工减少工件变形，减少切削时产生的应力，避免工件后续加工产生应力，减少热处理变形量，为后工序打下良好的加工基础。其他与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤四中对轴承进行细车，轴承的平面B2和轴承的外径4进行细车，倒轴承外径4的内角和外角6。如此设置是分步加工减少工件变形，减少切削时产生的应力，避免工件后续加工产生应力，减少热处理变形量，为后工序打下良好的加工基础。其他与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤七中粗车平面A1的第一内台阶7和平面B2的第二内台阶8时给硬车平面A1和平面B2的密封槽留量为L2，L2＝0.2-0.4mm。如此设置是减少硬车留量，延长刀具使用寿命，提高加工效率。其他与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
具体实施方式八：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤九中对轴承的进行粗磨，对平面A1、平面B2、轴承外径4、轴承内径和轴承外沟5进行粗磨。如此设置是统一尺寸，修整热处理的变形量，为后工序加工打基础。其他与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
具体实施方式九：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤九中对轴承进行细磨，对轴承的外径4和外沟5进行细磨。如此设置是提高加工精度，平面和外径是加工基准面为后工序加工打基础。其他与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
具体实施方式十：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤十六对轴承进行终磨，对轴承的A1平面、B2平面、轴承的外径4和轴承的外沟5进行终磨。如此设置是提高加工精度，平面和外径是加工基准面为后工序加工打基础。其他与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
具体实施方式十一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤十、步骤十五和步骤十七中对分别对轴承的进行粗磨、对轴承进行细磨和对轴承进行终磨，目的是减少内应力的产生，从而减少磨削变形。其他与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九或十相同。
具体实施方式十二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的对轴承外圈进行清洗，清洗的设备为真空碳氢溶剂清洗剂，设备型号为VCH-400。其他与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十或十一相同。
具体实施方式十三：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的高温补充回火的设备是箱式回火炉，设备型号为BTF-400。其他与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一或十二相同。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业技术人员，未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。
Claims (3)
1.一种轻薄系列密封结构轴承外圈的加工方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一、对轴承锻件进行喷丸处理：
用喷丸设备对轴承锻件进行喷丸时呈垂直状态喷丸，将喷丸材料喷射到工件表面，喷丸的粒度为10目，喷丸的时间为t1,t1=35-45min；
步骤二、对轴承进行粗车和倒角；
对轴承的平面A（1）和轴承的外圈内径（3）进行粗车，倒平面A（1）的内角和外角（6）；
对轴承的平面B（2）和轴承的外径（4）进行粗车，倒平面B（2）的内角和外角（6）；
步骤三、对轴承去应力退火：
步骤二对轴承进行粗车之后，将轴承进行应力退火，将轴承放入炉内，加热温度为K1,K1=400-500℃，加热时间为t2,t2=2-4h，当炉的温度冷却到K2以下是，K2=300℃，将轴承从炉内移出，将轴承放置在空气中冷却到室温；
步骤四、对轴承进行细车；
对轴承的平面A（1）和轴承的外圈内径（3）进行细车，倒平面A（1）的内角和外角（6）；
对轴承的平面B（2）和轴承的外径（4）进行细车，倒平面B（2）的内角和外角（6）；
步骤五、软磨轴承外径（4）；
步骤六、终车轴承外圈内径（3）和车轴承的外沟（5）；
步骤七、粗车轴承平面A（1）的第一内台阶（7）和粗车平面B（2）的第二内台阶（8），及倒轴承的内角；
粗车轴承平面A（1）的第一内台阶（7）及粗车平面B（2）的第二内台阶（8），粗车时车刀的切削速度均为Vc1，Vc1=150-120m/min,进给量均为f1，f1=0.15-0.2mm/r；
粗车两平面内台阶之后，倒轴承的内角；
步骤八、对轴承进行热处理；
步骤九、对轴承的进行粗磨；
步骤九中对轴承的进行粗磨，对平面A（1）、平面B（2）、轴承外径（4）、轴承内径和轴承外沟（5）进行粗磨；
步骤十、对轴承进行喷丸处理；
步骤九中对轴承的外沟（5）进行粗磨后，对轴承进行喷丸处理，用喷丸设备对轴承进行喷丸时呈垂直状态喷丸，将喷丸材料喷射到工件表面，喷丸的粒度为20目，喷丸的时间为t3, t3=35-45min；
步骤十一、硬车平面A（1）和平面B（2）的圆弧形密封槽；
步骤十对轴承进行预处理之后，采用数控车床加工，首先车削数控卡爪，将数控卡爪车削到轴承尺寸小于卡爪尺寸，工件尺寸的范围为L1, L1=0.1-0.15mm，液压夹紧用数控卡爪夹住轴承进行车削，CBN成型车刀宽度尺寸和密封槽的宽度尺寸相同，只需要采用CBN成型车刀车削到工艺要求，车削完平面A（1）的密封槽，翻转加工平面B（2）的密封槽；CBN成型车刀加工轴承时切削速度为Vc2，Vc2=100-200m/min, 进给量为f2, f2=0.03-0.05mm/r；
步骤十二、对轴承进行高温补充回火；
先对轴承外圈进行清洗处理，清洗温度为K3，K3=80-110℃，清洗时间为t4，t4=30-60min,然后对轴承进行高温补充回火，高温补充回火温度为K4，K4=500℃±5℃，保温时间为t5，t5为3-4h，高温补充回火之后将轴承进行空冷到室温；
步骤十三、对轴承进行光饰；
步骤十四、对轴承进行细磨；
步骤十四中对轴承进行细磨，对轴承的外径（4）和外沟（5）进行细磨；
步骤十五、对轴承进行高温补充回火；
先对轴承外圈进行清洗处理，清洗温度为K5，K5=80-110℃，清洗时间为t5，t5=30-60min,然后对轴承进行高温补充回火，高温补充回火温度为K6，K6=500℃±5℃，保温时间为t6，t6为3-4h，高温补充回火之后将轴承进行空冷到室温；
步骤十六、对轴承进行终磨；
步骤十六对轴承进行终磨，对轴承的A（1）平面、B（2）平面、轴承的外径（4）和轴承的外沟（5）进行终磨；
步骤十七、对轴承进行酸洗，然后对轴承进行除氢，再对轴承进行去锐角；
步骤十八、对轴承进行光饰，然后对轴承进行探伤，再对轴承的外沟5进行粗研；
步骤十九、对轴承的外沟（5）进行精研，然后再对轴承进行激光打字；再对轴承进行退磁和清洗；
步骤二十、对轴承进行再退磁、清洗和提交；
步骤二十一、对轴承进行终检；
对轴承进行终检之后，轴承的加工完成。
2.根据权利要求1所述的一种轻薄系列密封结构轴承外圈的加工方法，其特征在于：步骤一中对轴承进行喷丸处理，喷丸的材料为铸钢丸，硬度为HRC57-62。
3.根据权利要求2所述的一种轻薄系列密封结构轴承外圈的加工方法，其特征在于：步骤七中粗车平面A（1）的第一内台阶（7）和平面B（2）的第二内台阶（8）时给硬车平面A（1）和平面B（2）的密封槽留量为L2，L2=0.2-0.4。
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