滚动轴承的加工工艺路线

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刘志强

杭州竟舟轴承有限公司，浙江省杭州市，311113

一、加强滚动轴承加工工艺研究的意义

滚动轴承因其具有摩擦系数小、回转精度高等特点而被广泛用于各类工程机械，但由于恶劣的使用工况和承担较大径向力的原因，使其也是较为容易受损的部件。据统计，在所有的机械故障中，由轴承直接或间接引发的故障所占的比重最高为64%，次之是齿轮引起的故障占25%。旋转机械的各类故障中有30%的故障与轴承损伤有关，仅有10%～20%的滚动轴承可以达到设计寿命。而滚动轴承一般用于支撑轴类等旋转零部件，支撑件的工作状态直接关系到整个动力传动系统的工作效率，从而其在设备动力传递中起到至关重要的作用。一旦滚动轴承发生故障或失效，将会直接影响设备的正常工作，甚至给企业带来巨大的经济损失及人员伤。从而研究滚动轴承的加工工艺，针对其中的关键工序提出相应的质量控制方法，以保质、保量地完成滚动轴承的加工，对于提高滚动轴承本身乃至整机的寿命和可靠性都具有十分重要的意义。

二、滚动体加工工艺

滚动体作为滚动轴承的关键零件，与内外圈有点接触和线接触在轴承中起承载和传递载荷与运动的作用，滚动体的运动比较复杂。随着轴承在工业应用领域的广泛使用，轴承的性能向着高效化、精密化、长寿命、节能化等方向飞速发展，对轴承应用性能的要求也越来越高，具体主要体现在：

（1）滚动体是内外圈传递力的环节，是轴承整体寿命的关键；

（2）降低噪声是工业领域改革的方向，轴承也不例外，滚子轴承由于其结构和工作特点、即便有润滑，其噪声还是存在；

（3）对于滚动体全寿命周期质量提出了更高的要求。当滚动体为球轴承时，钢球外表面的任何位置都与内外圈滚道为点接触，承受及传递载荷，在工程上常常为变载荷，存在变应力。当工作接触面积小、接触应力大的情况下，工作时间越长，在钢球表面极易产生失效形式。为了改善上述状况，需要在工艺和热处理方面进行改进。钢球滚动体的一般生产路线为：原材料采购(入厂检验)→球坯冷镦成形→光磨→（软磨）→热处理→强化→硬磨→ 细研→金刚砂及石灰抛光。

对于传统的加工方法存在一些问题，具体主要体现在：

（1）圆度差。抛光方法不能纠正细研工序的不圆度和表面波纹度，只能提高钢球表面的光洁度，采用这种工艺路线所得的几何精度偏低；

（2）直径尺寸相互差比较大，一般在3～6m以上,所以抛光后的钢球都需要进行尺寸选别；

（3）表面质量不均匀。不仅同一批的各个钢球表面粗糙度有差别，有时差别还比较大，而且即使是同一个钢球，有时也会存在这样的问题。我们知道抛光方法属于修饰加工，钢球在抛光过程中没有强制性的公转运动，也没有充分的自转条件，这就给抛光后的钢球产品带来了无法克服的缺点。针对这种问题，我们建议适当调整钢球的终加工来改善钢球的精度问题。

加工路线改为：原材料采购(入厂检验)→球坯热镦成形→光磨→（软磨）→热处理→强化→粗研→细研→研光。也就是说：钢球在初步加工后需热处理去除加工应力，在热处理后因研磨效果较好，采用以研代磨、以研代抛的方法改善加工精度。在条件具备时，为提高生产效率和产品精度，还可以在各研磨工序之间加入清洗机设备和提升运输装置等设备连成自动生产线，这样可以使尺寸精度、几何精度、热处理的氧化皮和脱炭层有较好的处理效果，同时能稳定热处理质量，优化生产品质。另外，研光处理在生产率和工人的劳动条件方面都比抛光好。目前，国内已经形成了一整套的主力钢球加工工艺装备，包括Z32，Z32G系列钢球冷镦机及高速冷镦机，3M49，3M79系列光球机，3M46，3M76系列磨球机，3M47，3M77系列研球机，保护气氛热处理炉，钢球表面强化机，基于毛刷清洗与基于高强度海绵旋转挤压清洗的清洗机等。检测设备主要有基于视觉系统的钢球表面质量外观检查仪，基于涡流探伤原理附带光学、振动通道的涡流光电外观检查仪。

三、轴承外圈加工工艺

轴承外圈的结构特点为壁薄，在工作过程中主要承受和传递载荷，为了提高轴承的使用寿命，加强轴承外圈表面硬度和耐磨性，对轴承表面采取表面渗碳处理，但在热处理时也会造成薄璧件发生变形，影响轴承形状精度。轴承外圈一般的加工方法为：原材料（轴承钢棒料）下料→锻造（热锻或高速锻）→球化退火→超细化处理→粗车内外径、端面、倒角→渗碳→细车内外径、端面、倒角→钻铣凸缘→铣轴向槽→淬火→磨加工。采用上述工艺过程，由于外圈壁薄，且壁厚不一致，热处理后发生严重变形，滚道位置度、滚道圆度等技术指标超差，且变形量没有规律，导致生产的轴承精度较低。通过上述分析，笔者认为，可以将变形量较大部位以及重要表面的加工移至热处理工序之后进行，可将上述加工方案改为：原材料（轴承钢棒料）下料→锻造（热锻或高速锻）→球化退火→超细化处理→粗车加工→精车加工→强化热处理→抛丸→双端面粗磨→无心磨粗磨→粗磨内沟→补充回火→冷处理→双端面精磨→无心磨精磨→精磨内沟→精研内沟→零件终验→打标识、零件清洗承外圈。轴承内圈的加工与此类似。

四、装配

轴承整体装配过程为：套圈退磁清洗→复查内外径→复查粗糙度→复查外观→分选沟径尺寸→合套→查径向游隙→加球→分球，装保持架→插铆钉→铆合→成品清洗→成品检查→填脂→装密封圈→匀脂→涂防锈油。

五、结语

综上所述，本文以滚动轴承为研究对象，针对其滚动体、内外圈的加工工艺，在分析现有工艺的基础上，指出了其中主要影响滚动轴承质量的工序。并针对其中的关键工序，提出了相应的质量控制策略，以期能够保证滚动体和内外圈的质量，最终使得滚动轴承的使用寿命能够达到设计寿命，为整机的安全运行提供较为可靠的保障。

参考文献：

[1] 韦开伟. 滚动轴承的加工工艺探讨[J]. 环球市场,2020(20):395.

[2] 张美芸,樊富起,黄立君,等. 汽车滚动轴承的加工工艺探讨[J]. 湖北农机化,2019(6):19-20.

[3] 李颖辉,缪凯. 滚动轴承冷加工工艺CAPP系统的设计[J]. 轴承,2002(4):9-11.

[4] 李颖辉. CAD/CAPP在滚动轴承磨加工工艺中的应用[J]. 新技术新工艺,2001(7):6-7.

[5] 邢忠卿. 滚动轴承冷加工工艺CAPP系统的设计与实现[D]. 辽宁:大连理工大学,1998.

[6] 王典仁,卢振伟,孟艳艳. 加工工艺对轴承滚子轮廓支承长度率的影响[J]. 尔滨轴承,2018,39(3):23-25.

个人简介：刘志强，男，1963年12月22日，汉族，广西省宜州市人，学历：大专，专业：轴承制造工艺及设备，研究方向：轴承制造工艺及设备，现在职称：助理工程师。