滚动轴承制造工艺

滚动轴承制造工艺滚动轴承制造工艺一、基本概念：滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦改变为滚动摩擦，从而显著减少摩擦损失的一种精密机械元件。其生产特点是:专业性强，批量大，品种规格多，加工质量要求高。为了达到上述要求，轴承生产中广泛采用专用设备，专用量具，专用夹具。本公司专业生产圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、深沟球轴承及非标、专用轴承等类型的滚动轴承千余个品种，尺寸范围从内径15mm到外径400mm，公差等级从P0（G）级到P5（D）级。同时还为用户设计制造各种特殊结构或非标准用专用轴承。各类产品广泛用于汽车、工程机械、农机、电机、柴油机、冶矿机械、石化机械、煤炭机械等领域。近年来加大了新产品开发力度，每年有近一百个新产品投产，其中一些替代进口产品填补了国内空白，有较高的技术含量和附加值。出口以英制圆锥滚子轴承为主。圆锥滚子轴承为公司的主导产品，占公司生产总量的80%，占全国圆锥滚子轴承产量的16.75%。圆锥滚子轴承产量连续多年居行业第一、二位，是中国最大、最优秀的圆锥滚子轴承供应商，也滚动轴承制造工艺是英制圆锥滚子轴承品种最全、系列最多的生产厂家。公司技术基础雄厚，检测手段精良，工艺装备先进。新增国内先进的十条轴承套圈磨加工自动线、四条保护气氛无氧化热处理理淬回火和产线及一大批数控、高精度、超超磨凸度、新型自动机床。生产中以自动线和数控机床为主，采用双辗毛坯、保护气氛无氧化热处理、三凸磨超加工、磁粉探伤检验及工序现场精密检测等先进工艺手段，使得产出能力和质量水平同步提升，从而以较高质量、较低的成本的产品，保证企业在市场上的较强的竞争力和较好的市场收益。滚动轴承制造工艺内圈：通常与轴形成过盈配合，并与轴一起旋转。外圈：通常与轴承座孔形成过渡配合，起支承作用。滚动体（钢球或滚子）：借助保持架均匀地排列基本结构在内圈和外圈之间，它的形状、大小和数量直接影响滚动轴承的使用性能和负荷能力。保持架：除滚动体均匀地分隔开外，还能引导滚动体的旋转及改善轴承内部润滑性能等作用。润滑油：提高轴承使用寿命、可靠性等。滚动轴承制造工艺滚动轴承制造工艺二、轴承代号的构成：1、类型代号：用阿拉伯数字（以下简称数字）或大写拉丁字母（以下简称字母）表示。如下表：前置代号基本代号后置代号类型代号尺寸系列代号内径代号宽（高）度系列代号直径系列代号滚动轴承制造工艺代号轴承类型代号轴承类型0双列角接触球轴承7角接触球轴承1调心球轴承N圆柱滚子轴承2调心滚子轴承和推力调心滚子轴承NN双列或多列圆柱滚子轴承3圆锥滚子轴承U外球面球轴承4双列深沟球轴承QJ四点接触球轴承5推力球轴承6深沟球轴承滚动轴承制造工艺2、尺寸系列代号：由轴承的宽（高）度系列代号和直径系列代号组成，用数字表示。3、内径代号：表示轴承公称内径尺寸大小，用数字表示。如下表：滚动轴承制造工艺轴承公称内径内径代号示例0.6到10（非整数）用公称内径毫米数直接表示，在其与尺寸系列代号之间用“／”分开。深沟球轴承618/2.5d=2.5mm1到9（整数）用公称内径毫米数直接表示，对深沟球轴承及角接触球轴承7、8、9直径系列，内径与尺寸系列代号之间用“／”分开。深沟球轴承618/5d=5mm1010到1712151700010203深沟球轴承6200d=10mm20到480（22、28、32除外）公称内径除以5的商数，商数为个位数，需在商数左边加“0”，如08。圆锥滚子轴承32208d=40mm大于和等于500以及22、28、32用公称内径毫米数直接表示，但在与尺寸系列之间用“／”分开。圆锥滚子轴承313/500d=500mm滚动轴承制造工艺⑴、深沟球轴承特点：①转速高；②精度高；③噪声、振动小；④主要承受径向载荷；⑤也能承受一定轴向载荷；⑥制造简单，成本低。⑵、圆柱滚子轴承特点：①转速比相同外形尺寸的球轴承低；②精度较高；③噪音、振动较低；④主要承受径向载荷；⑤内、外圈均带挡边的可以承受较小的轴向载荷。⑶、圆锥滚子轴承特点：①转速高、精度高；②刚性大，耐冲击、振动③能承受较大的轴向载荷。；滚动轴承制造工艺例1:6204内径代号，表示公称内径d=20mm尺寸系列代号，表示宽度系列代号“0”（“0”可以省略）和直径系列代号“2”类型代号，表示轴承类型是深沟球轴承例2:32324内径d=120mm。尺寸系列代号：表示宽度系列代号“2”和直径系列代号“3”。类型代号：表示轴承类型是调心滚子轴承例3：N2210内径代号：表示公称内径d=50mm。尺寸系列代号：表示宽度系列代号“2”和直径系列代号“2”。类型代号：表示轴承类型是圆柱滚子轴承滚动轴承制造工艺滚动轴承制造工艺滚动轴承制造工艺滚动轴承制造工艺三、滚动轴承材料1、常用材料：目前滚动体和套圈用量最大的GCr15和GCr15SiMn。这两种钢的性能基本相同，但GCr15SiMn的淬透性较GCr15好，当套圈壁厚大于或等于12mm，滚子直径大于23mm，钢球直径大于50mm时，采用GCr15SiMn。目前广泛采用的保持架材料有优质低碳钢（08、10、08F、10F钢）、黄铜、青铜、不锈钢、弹簧钢、铝合金、酚醛胶布管、塑料等。滚动轴承制造工艺2、滚动轴承用钢基本性能要求：（1）、具有较高的接触疲劳强度；（2）、具有较高的硬度和好的耐磨性；（3）、具有较高的弹性极限；（4）、具有较好的韧性；（5）、具有较好的尺寸稳定性；（6）、具有较好的防锈性能；（7）、具有较好的加工性能。滚动轴承制造工艺四、滚动轴承零件的生产特点：1、结构特点：（1）轴承零件的工作表面大都是回转体表面；（2）轴向短而壁薄，受力易变形。2、加工特点：（1）精密加工；（2）多工序加工；（3）成型加工；（4）生产批量。滚动轴承制造工艺五、滚动轴承零件的生产过程：1、内、外圈的生产过程：棒料锻造退火棒料车加工热处理管料磨超加工零件终检防锈入库2、圆锥滚子的生产过程：滚动轴承制造工艺棒料冲压成形串环带选料头棒料车加工选料头软磨外径软磨端面热处理串氧化皮及清洗初磨外径初磨端面终磨球基面退磁显示脱碳层及目检细磨外径终磨外径超精外径外观选别终检防锈包装入库滚动轴承制造工艺3、圆锥保持架的生产过程：板料剪切冲压成形冲定位孔冲窗孔切底车边压坡扩张清理终检涂油、包装入库4、滚动轴承的装配过程：零件退磁、清洗内、外滚（沟）道尺寸分组选别检查游隙铆合保持架终检退磁、清洗涂油、包装入成品库（装箱、发运）滚动轴承制造工艺六、轴承套圈毛坯的锻造：1、轴承的套圈毛坯采用的主要原材料有棒料和管料。采用棒料锻造时，根据金属加热温度的不同分为热锻、冷锻和温锻三大类。热锻是将金属加热到相变温度以上的锻造加工；冷锻（又称冷挤压）是指金属在常温下的锻造变形；温锻（又称温挤压）是指金属加热温度控制在金属相变以下、金属蓝脆温度以上的锻造加工。2、套圈锻造的目的：①通过锻造加工，获得与产品形状相近的毛坯，从而提高金属材料利用率滚动轴承制造工艺，节约材料，减少机械加工量，降低成本；②通过锻造加工，消除金属内在缺陷，改善金属组织，使金属流线分布合理，金属紧密度好，从而提高轴承使用寿命。3、锻造加工的典型工艺过程为：轴承钢棒料→材质检验→加热→下料→二次加热→锻造成形→辗扩→冷却→退火→清理→入库①加热：轴承钢棒料或料段的加热通常采用煤、煤气、天然气和电加热（感应加热和接触加热），个别情况下采用重油加热。锻造主要控制始锻滚动轴承制造工艺温度（1050~1100℃）和终锻温度（850℃左右），不能高于始锻温度，也不低于终锻温度，如果高于始锻温度，锻件会产生过热甚至过烧现象；如果低于终锻温度，因为随着温度的下降，钢的塑性差，变形抗力增大，变形困难，锻件上可能出现裂纹，也可能损坏模具或锻压设备。②下料：根据棒料剪切时温度的不同分为冷剪切、温剪切和热剁，还有采用弓锯、圆盘锯或带锯床切断等，它们适用于：滚动轴承制造工艺棒料在φ32ｍｍ以下的退火料采用单点普通压力机或切断机下料；棒料在φ35ｍｍ~φ85ｍｍ之间的热轧料采用中温精密剪切下料；棒料在φ90ｍｍ以上的采用带锯、圆盘锯或弓锯下料；棒料在φ180ｍｍ以上的采用锯床切口→加热→锤上剁断下料。滚动轴承制造工艺③锻造：a、锤上自由冲孔辗扩工艺（如图1）：加热→镦粗→镦坯→冲半孔→冲穿孔→涨孔→平端面→辗扩（或马架扩孔）→整径b、挤压成形工艺(如图2)：加热→镦粗→挤压成形→冲孔压平→整径c、挤压—辗扩工艺(如图3)：加热→镦粗→挤压成形→冲孔压平→辗扩→整径滚动轴承制造工艺滚动轴承制造工艺滚动轴承制造工艺滚动轴承制造工艺d、套锻—辗扩工艺(如图4)：外圈：挤压成形压平→加热→镦粗→分套→辗扩→整径内圈：料芯→镦粗→挤压成形→冲孔压平→辗扩→整径滚动轴承制造工艺滚动轴承制造工艺④清理：毛刺、氧化皮等。⑤退火：降低硬度，便于车加工。4、锻造设备：（1）燃料：①固体燃料：煤；②液体燃料：汽油、煤油、柴油、重油；③气体燃料：天然气、煤气、石油气等。（2）加热炉：①燃煤加热炉；②燃气加热炉；③燃油加热炉；④电加热炉；⑤感应加热炉（工频50Hz、中频50~10000Hz、高频10000以上）滚动轴承制造工艺（3）目前轴承行业常用的锻压设备有：空气锤、蒸汽—空气锤、曲柄压力机、平锻机和扩孔机等。5、发展状况（1）轴承套圈冷辗扩技术近年在国内得到应用，国内轴承套圈冷辗扩技术主要来自日本精工株式会社和德国巴特杜本公司。轴承套圈冷辗扩加工可以利用精锻毛坯进行辗扩，也可以利用锻件或管料经过车削达到一定精度以后进行辗扩。滚动轴承制造工艺（2）代表我国锻造技术水平的是高速镦锻。其工艺采用感应加热至始锻温度，在高速镦锻机上完成切料、镦饼、成形、切底分离等工序。一般适应与外径φ30～105mm的大批量生产，生产效率高，尺寸精度高，表面质量好，其留量为：外径1~1.5mm、内径1.2~2mm、高度1.2~2mm，公差：内径0.4~0.6mm外径0.3~0.4mm高度0.4~0.6mm，材料利用率可达60%以上。滚动轴承制造工艺七、轴承套圈车加工1、轴承套圈车削加工是机械加工的开始，即套圈的成形切削工序。经过车削加工后的套圈或其它零件，不仅要达到成形的要求，而且要为以后的加工创造条件，它既有过渡性的技术要求，又有最后成品的要求。车削加工质量的好坏，直接影响着磨削加工的质量和效率，若留量大，磨削费时，会增加各种材料的消耗，若留量小，则可能因热处理后的质量差或变形而导致废品。因此轴承套圈车削加工对轴承的成品质量、减少后工序的废品、提高加工质量和滚动轴承制造工艺降低劳动强度等都有重要的影响。2、轴承套圈车削加工的目的和任务：①对一般锻件毛坯，去除表面坚硬的氧化变质层（黑皮）；②对棒料、管料，去除多余的金属量；③经济取得车加工的形状、尺寸和位置精度；④对待加工表面均匀地留有一定深度的流量；⑤加工好辅助表面（倒角、沟、槽等）；3、轴承套圈毛坯的类型：滚动轴承制造工艺①退火棒料：材料利用率低（26%以下），车削工作量大，只适用于小型套圈；②管料：材料利用率比较高（50%以上），车削工作量小，生产效率高，只适用于大批量生产中小型轴承套圈的自动线上；③锻件：目前车削套圈的主要毛坯，材料利用率比较高（40%以上），适用于大批量生产中大型轴承套圈。④板料：适用于小型推力球轴承的活圈和紧圈。⑤温挤压件、冷挤压件：材料利用率比较高（滚动轴承制造工艺50%以上），适用于大批量中小型轴承套圈生产，是毛坯的发展方向之一。⑥精密辗扩件和高速镦锻件：材料利用率高（70%以上），适用于大批量中大型轴承套圈生产，是毛坯的发展方向之一。⑦型钢：适用于复杂外轮廓形状的套圈。4、套圈的车削加工具体内容：指车削外径、内径、外内径、内外径、端面、滚道（沟道）、挡边、斜坡、圆倒角、45度倒角、止动槽和油沟等。依产品的结构类型和尺寸，毛坯的制造滚动轴