CN113847346A - 一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺，该轴承外圈的加工工艺是：对外圈棒料毛坯依次进行锻造、球化退火、车加工、真空淬火、‑75℃冷冻处理、回火，初磨两端面、外径及挡边、外滚道，酸洗检查、附加回火、滚道氮化处理等；内圈加工工艺是：对内圈棒料毛坯依次进行车加工、真空淬火、‑75℃冷冻处理、回火、初磨两端面，初磨内外径、内径、滚道两侧挡边、基准侧内滚道、另一侧内滚道，酸洗检查、附加回火等。采用本发明，实现了新型材料外圈的梯度化硬度要求，便于新型材料在异形调心滚子轴承上的应用，提高了飞机机体缝翼异形调心滚子轴承的环境适应性和可靠性。

Description

一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺
技术领域
本发明公开一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺，涉及的异形调心滚子轴承应用于飞机机体缝翼结构。
背景技术
本次涉及的异形调心滚子轴承由外圈、内圈、滚子、垫圈、密封圈、卡环、止动垫圈及圆螺母八部分组成，无保持架。轴承的外圈一边带法兰边，另一边带有与止动垫圈配合的止动槽及与圆螺母配合的外螺纹，轴承的内圈带有环形油槽及过油孔。
随着中国航空事业的发展，飞机在航程范围以及巡航速度上也要有较大的提升，以适应未来越来越严苛的湿热、盐雾、霉菌等飞行环境。目前现有的缝翼调心滚子轴承采用的是普通的轴承钢材料，通过在外表面镀镉或镀锌镍方式来提高其环境适应性，但影响轴承关键性能的滚道部位防腐蚀能力没有得到根本性解决。国外已经通过研发新型特种防腐材料，来解决此问题，但如何解决缝翼调心滚子轴承的梯度化硬度要求，该加工工艺尚不成熟，也并未公开。
因此，为了提高缝异形翼调心滚子轴承的环境适应性和可靠性，研究该新型特种材料的的异形调心滚子轴承加工工艺非常必要。
发明内容
本发明目的在于提供能解决新型材料的异形调心滚子轴承因材料、结构和工艺复杂而引起加工困难问题，以满足新型特种材料在螺栓型滚轮滚针轴承上的应用，并提高轴承的环境适应性和可靠性的一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺。
本发明采取的技术方案是：一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺，包括对外圈、内圈、滚子、垫圈、密封圈、卡环、止动垫圈及圆螺母的加工，滚子、垫圈、密封圈、卡环、止动垫圈及圆螺母的加工按常规工艺加工，其特征在于（1）外圈的加工工艺是：对外圈棒料毛坯依次进行锻造、球化退火、车加工、真空淬火、-75℃冷冻处理、回火、初磨两端面、初磨外径及挡边、初磨外滚道、酸洗检查、附加回火、滚道氮化处理、铣法兰缺口、车密封槽牙口及外螺纹、铣止动槽、终磨两端面、终磨外径及法兰挡边、终磨外滚道、探伤、超精外滚道、修磨外径、激光标识、终检、清洗、涂油、入库；（2）内圈的加工工艺是：对内圈棒料毛坯依次进行车加工、真空淬火、-75℃冷冻处理、回火、初磨两端面、初磨内外径、初磨内径、初磨滚道两侧挡边、初磨基准侧内滚道、初磨另一侧内滚道、酸洗检查、附加回火、车内径台阶、油槽及外球面、振动光饰、终磨两端面、终磨内外径、终磨两挡边、终磨内径、终磨基准侧内滚道、终磨另一侧内滚道、探伤、超精两滚道及两挡边、激光标识、终检、清洗、涂油、入库。
所述的一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺，其特征在于在外圈的加工工艺中，回火工序采用高温回火炉，在650±5℃温度下，回火3～4小时。
所述的一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺，其特征在于在外圈的加工工艺中，滚道氮化处理工序采用渗氮多功能真空炉，保持温度500～540℃，时间10～12小时，炉压400～600pa，电压500～600V。
所述的一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺，其特征在于在内圈的加工工艺中，回火工序采用低温烘箱炉，保持温度155±5℃，时间3.5～4小时。
采用本发明，通过合理安排外圈、内圈的加工工艺，解决了一种新型材料的异形调心滚子轴承因材料、结构和工艺复杂而引起加工困难问题，实现了新型材料外圈的梯度化硬度要求，便于新型材料在异形调心滚子轴承上的应用，提高了飞机机体缝翼异形调心滚子轴承的环境适应性和可靠性。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。该新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺具体如下。
一、滚子、垫圈、密封圈、卡环、止动垫圈及圆螺母的加工按常规工艺加工。
二、外圈加工工艺如下。
1、外圈棒料毛坯锻造：采用150KW高温箱式电阻炉、JD31-160数控闭式压力机，在1100～880℃温度下进行锻造，锻后空冷。
2、球化退火：采用箱式多用炉，在680～780℃温度下，球化退火2～4小时。
3、车加工：采用E51型机床，在转速900～1000r/min，进给量0.2～0.3mm/r进行车加工。
4、真空淬火：采用WZC-40真空炉，在650～1035℃温度下，真空淬火气淬2.5小时。
6、-75℃冷冻处理：采用DJL-SLX987C深冷箱，在-75℃温度下，冷冻处理1～2小时。
7、回火：采用高温回火炉，在650±5℃温度下，回火3～4小时。
8、初磨两端面：采用2M84100A磨砂机，保持砂轮转速300～750r/min，保持工件转速10～30r/min，进给量在0.1～0.2mm/min。
9、初磨外径及挡边：采用3MZ216磨砂机，保持砂轮转速1000 ～1500 r/min，工件转速150～300 r/min，进给量0.2～0.3mm/min。
10、初磨外滚道：采用3MZ206磨砂机，保持砂轮转速8000～12000r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.2～0.3mm/min。
11、酸洗检查：采用王水和三氯化铁进行检查。
12、附加回火：采用低温烘箱炉，在145±5℃温度下，附加回火3～4小时。
13、滚道氮化处理：采用HZQD-120渗氮多功能真空炉，保持温度500～540℃，时间10～12小时，炉压400～600pa，电压500～600V，同时其它表面采用专用夹具防护。
14、铣法兰缺口：采用GX480机床，保持主轴转速1000～3000r/min，进给量0.2～0.3mm/r。
15、车密封槽牙口及外螺纹：采用E51型机床，保持转速300～500r/min，进给量0.1～0.2mm/r。
16、铣止动槽：采用GX480型机床，保持主轴转速1000～3000r/min，进给量0.2～0.3mm/r。
17、终磨两端面：采用2M84100A磨砂机，保持砂轮转速300～750r/min，工件转速10～30r/min，进给量0.07～0.15mm/min。
18、终磨外径及法兰挡边：采用T235CNC磨砂机，保持砂轮转速8000～12000r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.07～0.15mm/min。
19、终磨外滚道：采用3MZ206磨砂机，保持砂轮转速8000～12000r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.07～0.15mm/min。
20、探伤：采用CJW-3000型套圈磁粉探伤机，进行轴向通电，通电时间1～3s，通电电流700～800A。
21、超精外滚道：采用BS211KHM超精机，保持油石摆动频次200～300次/min，工件转速1000～1500r/min，油石压力0.2～0.4MPa，摆角：±12°。
22、修磨外径：采用3MZ216磨砂机，保持砂轮转速8000～12000r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.07～0.15mm/min。
23、激光标识：采用MOPA激光打标机，打标深度5～8μm。
24、进行终检、清洗和涂油、最后成品入库。
三、内圈加工工艺如下。
1、内圈棒料毛坯车加工：采用E51机床，保持温度20℃，转速900～1000r/min，进给量：0.2～0.3mm/r。
2、真空淬火：采用WZC-40真空炉，保持温度650～1035℃，真空淬火气淬2.5小时。
3、-75℃冷冻处理：采用DJL-SLX987C深冷箱，保持温度-75℃，时间1～2小时。
4、回火：采用低温烘箱炉，保持温度155±5℃，时间3.5～4小时。
5、初磨两端面：采用2M84100磨砂机，保持砂轮转速300～750r/min，工件转速10～30r/min，进给量0.1～0.2mm/min。
6、初磨内外径：采用3MZ2110磨砂机，保持砂轮转速1000～1500r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.2～0.3mm/min。
7、初磨内径：采用3MZ206磨砂机，保持砂轮转速20000～25000r/min，工件转速600～1000r/min，进给量0.2～0.3mm/min。
8、初磨滚道两侧挡边：采用3MZ226磨砂机，保持砂轮转速1000～1500r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.1～0.15mm/min。
9、初磨基准侧内滚道：采用3MZ2110磨砂机，保持砂轮转速1000～1500r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.2～0.3mm/min。
10、初磨另一侧内滚道：采用3MZ2110磨砂机，保持砂轮转速1000～1500r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.2～0.3mm/min。
11、酸洗检查：采用王水和三氯化铁进行检查。
12、附加回火：采用低温烘箱炉，保持温度145±5℃，时间3～4小时。
13、车内径台阶、油槽及外球面：采用E51机床，保持转速300～500r/min，进给量0.1～0.2mm/r。
14、振动光饰：采用XH-LMJ600振动光饰机，保持光饰时间4小时。
15、终磨两端面：采用2M84100磨砂机，保持砂轮转速300～750r/min，工件转速10～30r/min，进给量0.07～0.15mm/min。
16、终磨内外径：采用3MZ2110磨砂机，保持砂轮转速1000～1500r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.07～0.15mm/min。
17、终磨两挡边：采用3MZ226磨砂机，保持砂轮转速1000～1500r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.07～0.15mm/min。
18、终磨内径：采用3MZ206磨砂机，保持砂轮转速15000～19000r/min，工件转速600～1000r/min，进给量0.07～0.15mm/min。
19、终磨基准侧内滚道：采用3MZ2110磨砂机，保持砂轮转速1000～1500r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.07～0.15mm/min。
20、终磨另一侧内滚道：采用3MZ2110磨砂机，保持砂轮转速1000～1500r/min，工件转速150～300r/min，进给量0.07～0.15mm/min。
21、探伤：采用CJW-3000型套圈磁粉探伤机，进行轴向通电，通电时间1～3s，通电电流500～600A。
22、超精两滚道及两挡边：采用BS111KH超精机，保持油石摆动频次200～300次/min，工件转速：1000～1500r/min，油石压力0.2～0.4MPa，摆角：±8°。
23、激光标识：采用MOPA激光打标机，打印深度：5～8μm。
24、进行终检、清洗和涂油，最后成品入库。
四、通过上述工艺，经过洛氏硬度计HR-150检测，实现了新型材料的异形调心滚子轴承外圈的梯度化硬度要求，外圈外螺纹和基体硬度控制在36～45HRC之间，外滚道硬度≥58HRC，内圈硬度≥58HRC。

Claims (4)

1.一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺，包括对外圈、内圈、滚子、垫圈、密封圈、卡环、止动垫圈及圆螺母的加工，滚子、垫圈、密封圈、卡环、止动垫圈及圆螺母的加工按常规工艺加工，其特征在于（1）外圈的加工工艺是：对外圈棒料毛坯依次进行锻造、球化退火、车加工、真空淬火、-75℃冷冻处理、回火、初磨两端面、初磨外径及挡边、初磨外滚道、酸洗检查、附加回火、滚道氮化处理、铣法兰缺口、车密封槽牙口及外螺纹、铣止动槽、终磨两端面、终磨外径及法兰挡边、终磨外滚道、探伤、超精外滚道、修磨外径、激光标识、终检、清洗、涂油、入库；（2）内圈的加工工艺是：对内圈棒料毛坯依次进行车加工、真空淬火、-75℃冷冻处理、回火、初磨两端面、初磨内外径、初磨内径、初磨滚道两侧挡边、初磨基准侧内滚道、初磨另一侧内滚道、酸洗检查、附加回火、车内径台阶、油槽及外球面、振动光饰、终磨两端面、终磨内外径、终磨两挡边、终磨内径、终磨基准侧内滚道、终磨另一侧内滚道、探伤、超精两滚道及两挡边、激光标识、终检、清洗、涂油、入库。
2.根据权利要求1所述的一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺，其特征在于在外圈的加工工艺中，回火工序采用高温回火炉，在650±5℃温度下，回火3～4小时。
3.根据权利要求1所述的一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺，其特征在于在外圈的加工工艺中，滚道氮化处理工序采用渗氮多功能真空炉，保持温度500～540℃，时间10～12小时，炉压400～600pa，电压500～600V。
4.根据权利要求1所述的一种新型材料的异形调心滚子轴承加工工艺，其特征在于在内圈的加工工艺中，回火工序采用低温烘箱炉，保持温度155±5℃，时间3.5～4小时。
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