套圈滚道超精研加工是指磨加工后为获得低的表面粗糙度与高的表面几何精度,采用油石对滚道开展的最终加工。
滚道超精研加工属于套圈表面光整加工的一种,光整加工方式主要有超精研、抛光、窜光、砂布带研磨及超精磨。
套圈滚动表面的质量高低直接影响轴承的工作性能和使用寿命。磨削时由于磨床的精度、振动、变形、高温及高生产率要求的影响,一般均不易达到滚动表面所限制的表面粗糙度、允许的波纹度、要求的几何形状精度和表面层的物理机械性能,套圈滚动表面磨加工后需光整加工以满足技术条件要求
1、套圈超精研加工概述
超精研是油石以一定压力作用于工件表面,垂直于工件旋转方向按一定规律做快而短促的往复摆动或直线运动,在良好润滑条件下能自动完成提高几何精度、降低表面粗糙度的机械加工方式。超精研属于光整加工,由于其效率高,加工质量稳定,因而在轴承行业得到了迅速推广。超精研加工需要专用设备,尤其适用于大批量生产,常用的其他光整加工方法也可用于滚道终加工。
2、超精研加工作用
超精研加工是指轴承套圈的滚道在磨削加工后进行的最终加工,光整加工的目的是降低轴承套圈滚道表面粗糙度,同时提升轴承成品性能与寿命。
1)降低表面粗糙度值
JB/T7051-2006《滚动轴承零件表面粗糙度测量和评定法》规定了不同等级轴承滚道表面粗糙度应达到的最小值,表5-1中只给出了部分精度的粗糙度要求,其余参见标准。
试验与实际应用经验也表明:套圈滚动表面粗糙度对轴承的使用寿命有直接影响
表5-2所列为球轴承沟道表面粗糙度对轴承寿命的影响
表5-3所列为圆柱滚子轴承滚道表面粗糙度对轴承寿命的影响。
试验表明滚道表面粗糙度值Ra为0.08~0.04μm较为理想,进一步提升表面粗糙度对提升寿命无显著影响。
2)降低圆度误差与波纹度
套圈滚动表面的圆形偏差,尤其是波纹度将直接影响轴承振动、噪声、旋转精度、承载能力及使用寿命等。
在滚道磨削中,由于加工工艺条件限制,不可避免地会使滚道产生圆度误差及波纹度误差等,需通过光整加工才能有效消除。
试验表明,波纹度从2.5um降低到0.5um,轴承寿命可提高一倍多,并能显著地降低噪声和振动。
3)提高滚道横截面的几何形状精度
滚道几何精度对轴承工作寿命有着重要影响,技术条件中对球轴承沟道圆弧轮廓和滚子轴承滚道凸出轮廓的形状精度都提出了越来越多的要求。通过光整加工,球轴承沟道与钢球实际接触面积可由磨削后的10%~35%提高到的是70%~90%。
4)改善滚动表面的物理机械性能
由于滚动表面在磨削加工时受到磨削力和高达750~1200℃的高温的影响,使表面层(约4~6um)的金属结晶组织破坏并容易产生拉应力,因此光整加工的任务之一就是切除缺陷层,提高表面的接触疲劳强度和轴承寿命。