[發(fā)明專利]高速高精數(shù)控機(jī)床軸承專用鋼球生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210537293.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN103008994A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊吉明;魏愛慶;徐學(xué)敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東東阿鋼球集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): B23P15/00
• 分類號(hào): B23P15/00;C21D1/18;C21D1/58;C21D7/04;C21D9/36;C21D1/76;B24B11/04
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼球生產(chǎn)方法，尤其是一種高速高精數(shù)控機(jī)床軸承專用鋼球的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

目前精密高速數(shù)控機(jī)床軸承屬于高精度、高技術(shù)軸承品種，技術(shù)含量較高，開發(fā)難度較大，目前大部分需要依賴進(jìn)口，嚴(yán)重制約著精密高速數(shù)控機(jī)床的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，已經(jīng)成為急需替代進(jìn)口的關(guān)鍵零部件。軸承主要有鋼球、內(nèi)外套圈和保持架四部分組成，在軸承的四大組成部分中，鋼球是最薄弱環(huán)節(jié)，鋼球的表面紋理直接影響軸承的壽命，對(duì)軸承振動(dòng)和噪音的影響率在60%以上，而且80%以上的軸承失效源于鋼球的失效。

目前我國(guó)鋼球與國(guó)外高精度鋼球經(jīng)測(cè)試在“粗糙度”、“圓度”等單粒幾何精度等方面并無(wú)多大差別，但合套后軸承的振動(dòng)噪音值差別較大，造成這種差別的，除了原材料的差別外，更重要的是熱處理水平及鋼球成型工藝的差異，導(dǎo)致鋼球在軸承中工作狀態(tài)的不同，從而對(duì)軸承振動(dòng)、噪音和壽命產(chǎn)生了較大的影響。

傳統(tǒng)的鋼球生產(chǎn)工藝一般采用鋼球冷鐓、光球、淬火回火處理、硬磨、初研、精研等工序加工，但還達(dá)不到高速高精數(shù)控機(jī)床軸承專用鋼球的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高速高精數(shù)控機(jī)床軸承專用鋼球生產(chǎn)方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)的鋼球能夠達(dá)到《滾動(dòng)軸承精品鋼球技術(shù)條件》要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種高速高精數(shù)控機(jī)床軸承專用鋼球生產(chǎn)方法，步驟如下：

（1）鋼球冷鐓，采用多工位高速冷鐓方式加工毛坯；

（2）粗加工，采用大循環(huán)光球工藝；

（3）熱處理，采用連續(xù)滾筒爐可控氣氛淬火、冷處理、回火處理，碳勢(shì)自動(dòng)控制；

（4）表面強(qiáng)化，應(yīng)用變頻調(diào)速多打板結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)化；

（5）硬磨，采用陶瓷砂輪大循環(huán)工藝加工；

（6）初研，然后采用雙輥分選；

（7）精研，然后光電渦流探傷；

（8）時(shí)效處理，然后超精研加工；

（9）光電檢查，超精研后采用光電外觀儀檢測(cè)鋼球表面缺陷。

所述步驟（1）中首先將軸承鋼絲用套筒切料方式切成料段，然后將料段整形，最后將料段鐓制成鋼球毛坯。

所述步驟（2）中每車加工量1000-1200Kg，銼削和磨削分開進(jìn)行；首先采用銼削工藝，消除環(huán)帶及兩極毛刺，然后再磨削加工，加工速度90-130r/min，壓力100-200KN，磨削量0.15-0.20mm。

所述步驟（3）中采用連續(xù)滾筒爐氮基可控氣氛淬火，淬火介質(zhì)為快速淬火油，淬火后進(jìn)行冷處理，最后回火處理，淬火加熱溫度830-850℃，淬火介質(zhì)溫度60-80℃，冷處理溫度6-8℃，回火溫度140-160℃，氣氛為氮?dú)?丙烷+甲醇（氮?dú)?-10m³/h，丙烷0-300L/h自動(dòng)控制,甲醇1-2.5L/h）。

所述步驟（4）中打板轉(zhuǎn)速160-200r/min，滾筒轉(zhuǎn)速8-12r/min，強(qiáng)化后表面硬度HRC62-63.5，然后進(jìn)行回火處理，回火溫度140-150℃。

所述步驟（6）中初研在立式研球機(jī)上加工，采用2000#樹脂砂輪，加工速度10-30r/min，壓力2-4KN；雙輥分選采用鋼球尺寸檢驗(yàn)方式，雙輥成傾斜分布，根據(jù)不同的產(chǎn)品規(guī)格，調(diào)整相應(yīng)的距離及傾斜角度，將合格產(chǎn)品、規(guī)值偏大、規(guī)值偏小尺寸分類選出。

所述步驟（7）中精研在立式研球機(jī)上加工，采用4000#樹脂砂輪，加工速度10-20r/min，壓力1-3KN；光電渦流探傷，采用光電、渦流和振動(dòng)三個(gè)探頭同步檢測(cè)鋼球表面和內(nèi)在缺陷。

所述步驟（8）中的時(shí)效處理采用網(wǎng)帶式回火爐人工時(shí)效，溫度為120～150℃，消除殘余應(yīng)力，提高尺寸精度；超精研在立式研球機(jī)上加工，不添加磨料，采用6000#樹脂砂輪，水劑精研液，加工速度10-15r/min，壓力0.8-1KN。

所述步驟（2）、步驟（5）中采用水劑磨削液加工；步驟（6）和步驟（7）中采用金剛石微粉與水劑精研液混合（每公斤水劑精研液添加150-500克金剛石微粉）作為研磨劑。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)本發(fā)明加工的鋼球球直徑變動(dòng)量小于0.07μm，圓度小于0.05μm，球形誤差小于0.05μm，表面粗糙度Ra小于0.007μm，球批直徑變動(dòng)量小于0.09μm，鋼球合套后軸承d_mn值大于2.5X10⁶mm·r/min。