薄壁軸承的加工難點和解決措施
薄壁軸承的加工難點和解決措施
- 2024/4/20 9:01:15
薄壁軸承顧名思義壁厚較小，工程實踐中，將零件的直徑與壁厚之比大于15的零件，稱為薄壁零件。軸承行業(yè)通常用內(nèi)、外套圈壁厚系數(shù)K（外圈外徑尺寸與外溝徑尺寸之比 D/De、內(nèi)圈內(nèi)溝徑尺寸與內(nèi)徑尺寸之比 di /d）來量化，當1.04＜K≦1.14時， 稱為薄壁軸承。
薄壁軸承具有質量輕，結構緊湊，慣性矩小等優(yōu)點，廣泛用于工業(yè)機器人、航空飛行器、航天衛(wèi)星、醫(yī)療等高端產(chǎn)品領域，且市場規(guī)模逐漸增大。但薄壁軸承的截面積較小，使其徑向壁厚很小，剛性差，極易產(chǎn)生較大的徑向變形，因此，套圈在車削加工、熱處理、磨削加工等諸多工序中，為了防止套圈圓度、平面度超差，出現(xiàn)橢圓、棱圓以及端面翹曲變形等缺陷，需要采用特殊的手段對軸承套圈進行保護性加工。
1) 在鍛造工序，對于大尺寸和長徑比小的薄壁軸承套圈，采用兩件或兩件以上合鍛的方法生產(chǎn)，粗磨工序后再采用線切割的方法將套圈分離，以降低鍛造工序的加工難度，減小套圈變形和端面加工余量，節(jié)省原材料，提高生產(chǎn)效率。
2) 車加工工序中，主要是夾緊定位、切削力過大、夾具設計不合理、切削熱變形和切削過程中的振動影響加工精度。為減小由于車加工應力過大而產(chǎn)生變形，采用較大包絡圓接觸面積且未經(jīng)淬火的鋼制軟爪夾持套圈進行粗車，如采用多點夾緊卡盤（十二點夾或者二十四點夾）；改變定位夾緊方案（改徑向夾緊為端面定位壓緊方式）；調整工藝參數(shù)（高速切削、小背吃刀量、刀具較大的主偏角、較小的刀尖圓弧半徑、合理選擇切削液等）。粗車后增加一次附加回火，以消除應力。之后軟磨端面，再對套圈進行精車。
3) 熱處理過程中,套圈內(nèi)部組織產(chǎn)生相變，主要由奧氏體轉變?yōu)轳R氏體， 密度變小， 體積膨脹，產(chǎn)生組織應力；另外，套圈從高溫( 薄壁產(chǎn)品一般為 830～845 ℃ ) 的膨脹狀態(tài)迅速淬火冷卻，產(chǎn)生熱應力。當這2 種內(nèi)應力超過材料屈服極限時，材料將發(fā)生永久性的塑性變形。通常采用壓模淬火控制變形，對沒有條件壓模淬火時，且淬火后對外徑變形過大超過工藝要求的套圈，采用全面整形后再進行回火的方法加以校正，使其控制在工藝要求范圍內(nèi)。
4) 磨削中主要是：選擇合適的磨削設備、加工方法和磨削工藝參數(shù)。如采用帶加強圈的方法，“一拖二”的結構進行加工；磨削外徑面采用多次精細調整機床的方法；工序過程中增加回火穩(wěn)定處理等，保證套圈的磨削質量滿足工藝要求。