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精密轴承热处理工艺

[ 发布日期:2019-04-10 10:04 点击: 来源:未知 【打印此文】【关闭窗口】]

  时代的快速发展,要求设备的生产越来越精细化,为了保障设备的精准化,轴承就起到了很重要的作用,轴承(Bearing)是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数(friction coefficient),并保证其回转精度(accuracy)

  提到精细化,轴承中的精密轴承就不得不提了,精密轴承按照ISO的分级标准分为:P0,P6,P5,P4,P2.等级依次增高,其中P0为普通精度,其他等级都是精密级别。当然,不同分级标准,不同类型的轴承,他们的分级方法有所不同的,但意义是一至的。精密轴承使用性能上要求旋转体具有高跳动精度、高速旋转及要求摩擦及摩擦变化小。今天小编给大家带来的就是有关精密轴承热处理工艺的相关内容。

  在进入正题之前,大家知道如何区分精密轴承和普通轴承吗?接下来,我们先给大家进行一下这方面的解答。
 

72系列大型角接触球轴承

  精密轴承与普通轴承区分:

  1、尺寸要求值不一样,精度等级高的产品其尺寸偏差(内径、外径、椭圆等)都比精度等级低的产品要求的值要小;

  2、旋转精度的要求值不一样,精度等级高的产品其旋转精度(内径向跳动、外径向跳动、端面对滚道的跳动等)都比精度等级低的产品要求的值要严;

  3、表面形状和表面质量的要求值不一样,精度等级高的产品其表面形状和表面质量(滚道或沟道的表面粗糙度、圆形偏差、沟形偏差等)都比精度等级低的产品要求的值要严;

  4、精度等级特别高的产品其材料要比一般精度等级的产品的材料性能更为有利。

  既然已经能够区分精密轴承和普通轴承了,咱们就赶紧进入正题,看一下精密轴承热处理工艺是怎样的。

  精密轴承的热处理工艺:

  一、预备热处理:

  1、正火:正火又称常化,是将工件加热至Ac3(Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度,一般是从727℃912℃之间)Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃,保温一段时间后,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。 参数:不同成分正火温度略有差别。

  2、球化退火:其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备。 这种工艺有利于塑性加工和切削加工,还能提高机械韧性。

  二、最终热处理:

  1、淬火:淬火是将原料升温到奥氏体化温度后,按需保温一段时间。然后快速冷却,得到比原来硬度和强度都提高的组织,以增强材料的力学性能,增加材料的耐用性。如45钢,原始组织为铁素体+珠光体,淬火后得到马氏体,强度和硬度都成倍增加。

  2、冷处理:使淬火过程中未能充分转变的残留奥氏体继续向马氏体转变,除能提高零件的尺寸稳定外,还能略微提高零件的硬度和防锈性能。但会降低轴承钢的韧性。有时也能利用马氏体比体积大这一原理用冷处理来挽救因尺寸缩小而报废的产品。

  3、回火:零件淬火(或冷处理)后必须进行回火。回火可以减小并稳定残余应力,稳定组织,避免裂纹和变形,适当降低硬度而大幅度提高韧性,使零件最终获得最佳配合的综合强韧化的力学性能和尺寸稳定性。

  4、附加回火(稳定化处理):附加回火的作用是消除磨削应力,进一步稳定组织,以便于提高零件的尺寸稳定性。

  精密轴承热处理中每一步都至关重要,为了保障轴承的精密度,每一个细节都要做到万无一失,接下来小编不得不提的就是精密轴承的安装精度校验法了。

  精密轴承安装精度校验法

  将角接触球轴承装入主轴后,安装精度的校验顺序如下(以轴径为60 100mm的普通车床为例)

  (1)测量轴和轴承座孔的尺寸,以确定轴承的配合精度,配合要求如下:

  内圈与轴采取过盈配合,过盈量0+4μm(在轻负荷、高精度时为0);外圈与轴承座孔采取间隙配合,间隙量0+6μm(但在自由端的轴承使用角接触球轴承时,还可增大间隙);轴与座孔表面圆度误差在2μm以下,轴承所用隔圈的端面平行度在2μm以下,轴肩内端面对外端面的跳动在2μm以下;轴承座孔挡肩对轴线的跳动在4μm以下;主轴前盖内端面对轴线的跳动在4μm以下。

  (2)固定端前轴承在轴上的安装

  将轴承用洁净的清洗煤油进行彻底清洗,对于脂润滑,先将含有3%5%润滑脂的有机溶剂注入轴承作脱脂清洗后,再用油枪将定量的润滑脂填入轴承内(占轴承空间容积的10%15%);加热轴承使升温2030℃,用油压机将轴承装入轴端;将紧定套压在轴上并以合适的压力抵住轴承端面使其轴向定位;将弹簧秤的带子卷在轴承外圈上,用测量启动力矩的方法校验所规定的预负荷是否有大幅度的变动(即使轴承很正确,但由于配合或保持架的变形,预负荷也有变化的可能)

  (3)将轴承轴组合体装入座孔

  加热座孔使升温2030℃,用连续轻缓的压力将轴承轴组合体装入座孔;调整前盖,使前盖的紧固量为0.020.05μm,以轴承座外端面为基准,将千分表的表头抵触在轴颈表面上,将轴旋转测量其跳动,要求误差在10μm以下;将千分表定位在轴上,表头抵触后座孔内表面,将轴旋转以测量轴承座前后座孔的同轴度。

  (4)将自由端轴承选择性地放在可能抵消偏差的位置,安装到轴承座后支承位置,尽可能地抵消相互间的圆度偏差和同轴度偏差 。

  当然,即便大家已经掌握了精密轴承的安装精度校验法了,但是对于一些高精密度的进口轴承而言,其配置要求也是很高的,关于精密轴承的配置问题,大家是否有考虑过呢?

  精密轴承配置问题

    精密轴承的传统应用领域是机床主轴,根据工序的不同,机床主轴有不同的要求。一般而言,车床主轴用于在较低的速度和较大的切削负荷下切削金属。这种类型的主轴通常都通过皮带轮或齿轮传递驱动转矩。这意味著主轴驱动端的负荷也相当大。

  此类应用对速度的要求不太高,更重要的参数是刚度和负荷承载能力。一种很常见的方法是在主轴的工作端安装一个列圆柱滚子轴承和一个双列角接触推力球轴承,而同时在主轴的驱动端使用一个双列圆柱滚子轴承。这种配置可以确保很长的工作寿命和极佳的刚性,从而生产出优质工件。而且,从运动学的角度而言轴承可以稳定地工作,因为两种类型的轴承(径向和轴向)分别承载了施加到主轴上的负荷(事实上,为了防止角接触推力球承承载径向负荷,外国外径有特殊的公差可以确保其决不会接触轴承座)

  在设计这些类型的主轴时(这通常适用于负荷较重时),一条有关轴承位于轴上何处的经验法则是前后支撑的中心之间的距离为轴承内径的3-3.5倍。

  在需要较高速度时(即高速加工中心或内圆磨削),需要找出不同的轴承解决方案。很明显,在这些情况下需要在刚度和承载能力方面作出一点牺牲。高速应用通常采用由直联电机和/或联轴器的直接驱动主轴(即所谓的机动主轴)

  以上就是今天的全部内容了,不同的机械设备对精密轴承的要求也是不一样的,轴承作为当代机械设备中重要的零部件,只要得到更好的发展才能使机械设备的运转更加的顺畅,所谓细节决定成败,注意了细节才能让生产更加效率,注意了细节经济发展才会更佳完美。

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