本發(fā)明涉及軸承加工，具體為一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法。

背景技術(shù)：

1、已知的，套圈作為軸承的重要零部件，其壽命直接決定著軸承的可靠性。研究表明軸承套圈滾道表面殘余應(yīng)力分布對(duì)滾道表面裂紋的萌生和擴(kuò)展存在重要影響，進(jìn)而影響軸承的疲勞壽命。當(dāng)軸承套圈滾道表面存在殘余壓應(yīng)力時(shí)，能夠有效抑制裂紋的萌生和擴(kuò)展；反之，殘余拉應(yīng)力對(duì)裂紋的產(chǎn)生有一定的促進(jìn)作用。因此對(duì)軸承套圈滾道表面殘余壓應(yīng)力進(jìn)行控制，能夠提升軸承壽疲勞命。

2、現(xiàn)有的軸承套圈加工工藝一般采用如下操作過程：對(duì)毛坯件進(jìn)行車加工，而后依次淬火處理、回火和冷處理過程，然后經(jīng)過多次磨削至產(chǎn)品尺寸，但此類工藝并未考慮到加工過程中套圈滾道面產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力等問題；因此導(dǎo)致了產(chǎn)品的使用壽命達(dá)不到要求，例如中國專利文獻(xiàn)cn117283244a，其公開一種薄壁軸承套圈的加工方法，通過對(duì)鍛件進(jìn)行車加工，而后進(jìn)行淬火、回火、冷處理以及二次回火處理步驟，并對(duì)熱處理件進(jìn)行多次磨削處理，最后精加工得到軸承套圈產(chǎn)品，但上述軸承套圈加工工藝主要的發(fā)明目的是降低加工過程中套圈的變形和提高滾道面的加工精度，并未考慮到加工過程中套圈滾道面產(chǎn)生的殘余應(yīng)力影響，因此無法提高軸承的疲勞壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，使得軸承套圈滾道表面殘余壓應(yīng)力逐步提升，并實(shí)現(xiàn)殘余壓應(yīng)力散差的良好控制。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，包括如下步驟：

3、s1、對(duì)軸承套圈毛坯進(jìn)行車加工，而后對(duì)加工件進(jìn)行淬火和回火；

4、s2、對(duì)熱處理后的套圈滾道表面通過噴丸加工進(jìn)行強(qiáng)化，噴丸時(shí)間為0.5-1h；

5、s3、對(duì)強(qiáng)化后的套圈滾道表面進(jìn)行初磨加工，然后進(jìn)行附加回火處理；對(duì)套圈滾道表面進(jìn)行細(xì)磨加工，而后對(duì)套圈滾道表面進(jìn)行終磨加工；

6、s4、對(duì)套圈滾道表面進(jìn)行超精加工，加工至產(chǎn)品尺寸，完成。

7、本發(fā)明所描述的改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，采用加工工序相互匹配策略，優(yōu)化了加工工藝流程，加工過程中嚴(yán)格控制各工序加工參數(shù)，通過各工序的遞進(jìn)加工，使得軸承套圈滾道表面殘余壓應(yīng)力逐步提升，并實(shí)現(xiàn)殘余壓應(yīng)力散差的良好控制，可有效提高軸承的疲勞壽命。本發(fā)明加工的軸承套圈滾道表面殘余壓應(yīng)力不小于515?mpa，殘余壓應(yīng)力極差不大于68mpa。

8、作為優(yōu)選方案，本發(fā)明中，軸承套圈毛坯件的材質(zhì)為gcr15simn鋼。

9、作為優(yōu)選方案，步驟s1中，淬火溫度810℃～820℃，時(shí)間50min～60min；回火溫度160℃±5℃，時(shí)間4h～5h。本方案通過嚴(yán)格控制熱處理時(shí)的溫度和時(shí)間參數(shù)，以提高軸承套圈滾道表面殘余壓應(yīng)力以及應(yīng)力均勻性。

10、作為優(yōu)選方案，為了提高加工效率，降低加工成本，對(duì)車加工后的工件進(jìn)行100%水浸超聲波探傷，挑出軸承套圈存在內(nèi)部缺陷產(chǎn)品。

11、作為優(yōu)選方案，步驟s2的噴丸加工過程中，丸料材質(zhì)選用陶瓷丸，丸料直徑尺寸為0.45-0.55mm，噴丸時(shí)間為0.5h～1h；通過噴丸工藝對(duì)滾道面的強(qiáng)化作用，可以有效的提高套圈基礎(chǔ)壓應(yīng)力及應(yīng)力均勻性。

12、作為優(yōu)選方案，步驟s3中，附加回火處理的回火溫度控制在140℃～150℃，回火時(shí)間為3h～4h；本方案通過嚴(yán)格控制附加回火處理時(shí)的溫度和時(shí)間參數(shù)，以提高軸承套圈滾道表面殘余壓應(yīng)力以及應(yīng)力均勻性。

13、作為優(yōu)選方案，為了提高加工效率，降低加工成本，初磨工序后，對(duì)初磨后套圈進(jìn)行100%酸洗，并檢查是否存在磨削燒傷，去除燒傷產(chǎn)品，得到合格品；終磨工序后，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行100%磁粉探傷，挑出表面存在缺陷產(chǎn)品。

14、作為優(yōu)選方案，車加工工藝參數(shù)為：車加工時(shí)的總切削量為a1，工件轉(zhuǎn)速：150r/min～450r/min，進(jìn)給速度：0.2mm/r～0.4mm/r，切削深度：0.1mm～0.2mm；初磨工藝參數(shù)為：初磨時(shí)的總磨削量為b1，砂輪轉(zhuǎn)速為1000r/min～2000r/min，工件轉(zhuǎn)速400r/min～600r/min，進(jìn)給速度0.1mm/min～0.4mm/min，砂輪選用wa60k6；細(xì)磨工藝參數(shù)為：細(xì)磨時(shí)的總磨削量為c1，砂輪轉(zhuǎn)速為1000r/min～2000r/min，工件轉(zhuǎn)速400r/min～600r/min，進(jìn)給速度0.05mm/min～0.15mm/min，砂輪選用wa100k6；終磨參數(shù)為：終磨時(shí)的總磨削量為d1，砂輪轉(zhuǎn)速為1000r/min～2000r/min，工件轉(zhuǎn)速400r/min～600r/min，進(jìn)給速度0.01mm/min～0.1mm/min，砂輪選用wa120k6；其中a1:b1:c1:d1=(0.4mm～0.5mm):(0.2?mm～0.25?mm):(0.15mm～0.2mm):(0.05?mm～0.08?mm)；本方案合理對(duì)各工序加工留量進(jìn)行分配，加工過程中嚴(yán)格控制各工序加工參數(shù)，使得軸承套圈滾道表面殘余壓應(yīng)力逐步提升，并提高應(yīng)力均勻性。

15、作為優(yōu)選方案，超精加工工藝參數(shù)為：工件轉(zhuǎn)速150r/min～400r/min；粗超油石壓力0.9bar～1.3bar，精超油石壓力0.8bar～1.2bar，粗超油石振蕩頻率800次/min～1600次/min，精超油石振蕩頻率400次/min～600次/min；粗超時(shí)間5s～10s，精超時(shí)間3s～5s。

技術(shù)特征：

1.一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，其特征在于：包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，其特征在于：步驟s1中，淬火溫度810℃～820℃，時(shí)間50min～60min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，其特征在于：步驟s1中，回火溫度160℃±5℃，時(shí)間4h～5h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，其特征在于：步驟s2中，噴丸加工過程中，丸料材質(zhì)為陶瓷丸，丸料直徑尺寸為0.45-0.55mm，噴丸時(shí)間為0.5h～1h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，其特征在于：步驟s3中，附加回火處理的回火溫度140℃～150℃，回火時(shí)間3h～4h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，其特征在于：步驟s1中，還包括對(duì)車加工后的工件進(jìn)行水浸超聲波探傷的步驟。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，其特征在于：步驟s3中，初磨工序后，還包括對(duì)加工后套圈進(jìn)行酸洗處理的步驟；終磨工序后，還包括對(duì)加工后的套圈進(jìn)行探傷的步驟。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，其特征在于：車加工時(shí)的總切削量為a1，初磨時(shí)的總磨削量為b1，細(xì)磨時(shí)的總磨削量為c1，終磨時(shí)的總磨削量為d1，其中a1:b1:c1:d1=(0.4mm～0.5mm):(0.2?mm～0.25?mm):(0.15mm～0.2mm):(0.05?mm～0.08?mm)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，其特征在于：超精加工工藝參數(shù)為：工件轉(zhuǎn)速150r/min～400r/min；粗超油石壓力0.9bar～1.3bar，精超油石壓力0.8bar～1.2bar，粗超油石振蕩頻率800次/min～1600次/min，精超油石振蕩頻率400次/min～600次/min；粗超時(shí)間5s～10s，精超時(shí)間3s～5s。

技術(shù)總結(jié)
一種改善軸承套圈滾道面殘余壓應(yīng)力的加工方法，涉及軸承加工技術(shù)領(lǐng)域，步驟如下：對(duì)軸承套圈毛坯進(jìn)行車加工，而后對(duì)加工件進(jìn)行淬火和回火；對(duì)熱處理后的套圈滾道表面噴丸加工強(qiáng)化；對(duì)強(qiáng)化后的套圈滾道表面進(jìn)行初磨加工，然后進(jìn)行附加回火處理；對(duì)套圈滾道表面進(jìn)行細(xì)磨加工，而后對(duì)套圈滾道表面進(jìn)行終磨加工；對(duì)套圈滾道表面進(jìn)行超精加工，完成。本發(fā)明采用加工工序相互匹配策略，優(yōu)化加工工藝流程，加工過程中嚴(yán)格控制各工序加工參數(shù)，通過各工序的遞進(jìn)加工，使得軸承套圈滾道表面殘余壓應(yīng)力逐步提升，并實(shí)現(xiàn)殘余壓應(yīng)力散差的良好控制，可有效提高軸承的疲勞壽命。本發(fā)明加工的軸承套圈滾道表面殘余壓應(yīng)力不小于515?MPa，殘余壓應(yīng)力極差不大于68MPa。

技術(shù)研發(fā)人員：王新瑩,謝興會(huì),秦昆陽,石永,倪濱昆,樊璞,張小娟,朱其萍,宋永輝,王帥,華盟偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：洛陽軸承集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9