Анотація
У цьому винаході розкривається спосіб виробництва високошвидкісного та високоточного верстата з ЧПК зі спеціальною сталевою кулькою, який включає наступні етапи: холодна висадка сталевої кульки використовує різання рукава, формування та холодну висадку на кількох станціях високої швидкості. метод холодної висадки для обробки заготовки; Груба обробка використовує процес фотосфери великого циклу; Прийняття барабанної печі безперервної дії для загартування в керованій атмосфері, холодної обробки та відпустки з автоматичним контролем потенціалу вуглецю; Застосування регулювання швидкості перетворення частоти з багатошаровою структурою для зміцнення поверхні; Жорстке шліфування використовує великий цикл обробки керамічного шліфувального круга; Після початкового дослідження буде прийнято подвійне сортування рулонів; Виконайте фотоелектричні вихрові струми після прецизійних досліджень; Виконайте ультраточну обробку після лікування старіння; Оптоелектронне виявлення після надточного дослідження. Варіація діаметра сталевої кульки, обробленої та виготовленої за цим винаходом, становить менше 0.07 мкм, округлість менше 0.05 мкм , сферична похибка менше 0.05 мкм, шорсткість поверхні Ra менше 0,007 мкм, варіація діаметра партії кульок менше 0,09 мкм, а значення dmn підшипника після складання сталевої кульки перевищує 2,5 × 106 мм · об/хв.
опис
Спосіб виготовлення спеціальних сталевих кульок для підшипників високошвидкісних і високоточних верстатів з ЧПК
технічна сфера
Даний винахід відноситься до способу виробництва сталевої кульки, зокрема до способу виробництва високошвидкісного і високоточного верстата з ЧПК, що має спеціальну сталеву кульку.
Фонова технологія
В даний час підшипники точних і високошвидкісних верстатів з ЧПК належать до високоточних і високотехнологічних різновидів підшипників, з високим технічним змістом і важким розробкою. Зараз більшість із них покладаються на імпорт, що серйозно обмежує процес локалізації точних і високошвидкісних верстатів з ЧПК і стало ключовим компонентом, який терміново потребує заміни імпорту. Підшипники в основному складаються з чотирьох частин: сталевих кульок, внутрішнього та зовнішнього кілець і фіксаторів. Серед чотирьох основних компонентів підшипників сталеві кульки є найслабшою ланкою, а текстура поверхні сталевих кульок безпосередньо впливає на термін служби підшипників. Рівень впливу на вібрацію та шум підшипників становить понад 60%, а понад 80% поломок підшипників викликані поломкою сталевих кульок.
В даний час немає великої різниці в геометричній точності окремої частинки, такій як шорсткість і округлість, між сталевими кульками Китаю та іноземними високоточними сталевими кульками через тестування. Однак існує значна різниця в значеннях вібрації та шуму підшипників після встановлення. Ця різниця спричинена не лише різницею в сировині, але й різницею в рівнях термічної обробки та процесах формування сталевих кульок, що призводить до різних умов роботи сталевих кульок у підшипниках, що має значний вплив на вібрацію підшипників, шум та експлуатацію життя.
Традиційний процес виробництва сталевих куль, як правило, використовує такі процеси, як холодна висадка, легка кулька, обробка гарту та відпустки, тверде шліфування, початкові дослідження та прецизійні дослідження, але він все ще не може відповідати вимогам високошвидкісного та високоточного верстату з ЧПК підшипник інструменту спеціальні сталеві кульки.
короткий зміст винаходу
Мета цього винаходу полягає в тому, щоб подолати недоліки існуючої технології і створити спосіб виробництва високошвидкісних і високоточних підшипників верстатів з ЧПУ зі спеціальними сталевими кульками. Метод має простий процес, і виготовлені сталеві кульки можуть відповідати вимогам Технічних умов для тонких сталевих кульок підшипників кочення.
Для досягнення вищезазначених цілей у цьому винаході застосовано наступне технічне рішення:
Високошвидкісний і високоточний верстат з ЧПК із спеціалізованим методом виробництва сталевих кульок із такими етапами:
(1) Сталева куля холодної висадки, використовуючи багатостанційний високошвидкісний метод холодної висадки для обробки заготовок;
(2) Груба механічна обробка з використанням фотосферної технології великого циклу;
(3) Термічна обробка з використанням безперервного загартування в барабанній печі з контрольованою атмосферою, холодної обробки, відпустки та автоматичного контролю потенціалу вуглецю;
(4) Зміцнення поверхні, використовуючи регулювання швидкості перетворення частоти та багатопластинчасту структуру для зміцнення поверхні;
(5) Жорстке шліфування, оброблене за технологією великого циклу керамічного шліфувального круга;
(6) Попереднє дослідження з подальшим використанням двовалкового сортування;
(7) прецизійне дослідження з наступним фотоелектричним випробуванням вихровими струмами;
(8) Своєчасна обробка з подальшою ультраточною обробкою;
(9) Фотоелектричний контроль після надточного шліфування використовує фотоелектричний прилад для виявлення поверхневих дефектів на сталевій кульці.
На етапі (1) несучий сталевий дріт спочатку розрізається на секції за допомогою методу різання втулки, потім секції формуються, і, нарешті, секції висаджуються на заготовки сталевих кульок.
На кроці (2) обсяг обробки для кожного автомобіля становить 1000-1200 кг, а напилення та шліфування виконуються окремо; Спочатку виконується процес напилювання для усунення кільцевих і полярних задирок, а потім виконується процес шліфування. Швидкість обробки становить 90-130об/хв, тиск — 100-200KN, а ступінь подрібнення — 0.15-0.20 мм.
На етапі (3) для гасіння використовується безперервна регульована атмосфера барабанної печі на основі азоту, а середовищем для гарту є масло, що швидко гартується. Після загартування проводять холодну обробку і, нарешті, відпуск. Температура нагрівання загартування становить 830-850 градусів, температура середовища загартування становить 60-80 градусів, температура холодної обробки становить 6-8 градусів, а температура відпустки становить 140-160 градусів. Атмосфера: азот+пропан+метанол (азот 8-10м3/год, пропан 0-300л/год автоматичний контроль, метанол 1-2.5л/год).
На етапі (4) швидкість пластини становить 160-200об/хв, швидкість барабана — 8-12об/хв, твердість поверхні після зміцнення становить HRC62-63,5, а потім відпуск обробку проводять при температурі відпустки 140-150 град.
Початкове шліфування на етапі (6) виконується на вертикальному шліфувальному верстаті з використанням полімерного шліфувального круга 2000 # зі швидкістю обробки 10-30 об/хв і тиском 2-4 кН; Сортування подвійним валком використовує метод перевірки розміру сталевої кульки, при цьому подвійні валки розташовані похило. Відповідно до різних специфікацій продукту, відповідна відстань і кут нахилу регулюються для класифікації та вибору кваліфікованих продуктів, розмірів із більшими чи меншими характеристиками.
Точне шліфування на етапі (7) виконується на вертикальному шліфувальному верстаті з використанням полімерного шліфувального круга 4000 # зі швидкістю обробки 10-20 об/хв і тиском 1-3 кН; Випробування фотоелектричних вихрових струмів використовує три зонди, а саме фотоелектричні, вихрові струми та вібрацію, щоб синхронно виявляти поверхневі та внутрішні дефекти сталевих кульок.
Обробка старіння на стадії (8) використовує сітчасту стрічкову піч для штучного старіння з температурою 120-150 градусів, щоб усунути залишкову напругу та покращити точність розмірів; Надточне шліфування обробляється на вертикальному шліфувальному верстаті без додавання абразивів. Він використовує шліфувальний круг зі смоли 6000 # і прецизійну шліфувальну рідину на водній основі зі швидкістю обробки 10-15об/хв і тиском 0.8-1КН.
Шліфувальна рідина на водній основі використовується для обробки на етапах (2) і (5); На стадіях (6) і (7) алмазний мікропорошок змішували з водним полірувальним розчином (150-500 грамів алмазного мікропорошку додавали на кілограм водного полірувального розчину) як шліфувальний агент.
Корисні ефекти цього винаходу такі: зміна діаметра сталевої кульки, обробленої за цим винаходом, менше {{0}}.07 мкм, округлість менше {{ 6}}.05 мкм, сферична похибка менше 0,05 мкм, шорсткість поверхні Ra менше 0,007 мкм, зміна діаметра партії кульок менше 0,09 мкм, а значення dmn підшипника після складання сталевої кульки перевищує 2,5X106 мм · об/хв.
Маршрут процесу, прийнятий у цьому винаході, базується на існуючій технології обробки сталевої кульки шляхом аналізу відповідних факторів, що впливають на точність, термін служби та індекс високошвидкісної продуктивності (dmn) сталевої кульки, вибираючи надійні та прийнятні методи процесу і розумне технологічне обладнання для підвищення точності виробництва, терміну служби та високошвидкісних характеристик сталевої кульки
Конкретні методи реалізації
Далі далі пояснюється даний винахід у поєднанні з варіантами здійснення.
Приклад 1. Візьмемо як приклад процес виробництва сталевих кульок діаметром 3,969 мм (5/32), матеріалом сталевих кульок є GCr15.
Сталева кулька холодної висадки: використання втулки для розрізання несучого сталевого дроту на високошвидкісній машині холодної висадки; Потім сформуйте зріз матеріалу і видаліть задирки; Потім продовжуйте холодний заголовок. Завдяки застосуванню методу холодної висадки на кількох станціях за хвилину обробляється 700 заготовок розміром 4,27 мм.
(2) Груба обробка
Приймаючи процес великої циркуляції фотосфери та обробку шліфувальної рідини на водній основі, з потужністю обробки 1000 кг, першим кроком є використання процесу напилення для усунення кільцевих і полярних задирок, а потім обертання токарного верстата для шліфувальна обробка. Швидкість обробки 90 об/хв, тиск 100 кН, розмір помелу 0,18 мм.
(3) Термічна обробка
Барабанна піч безперервної дії використовується для загартування в керованій атмосфері на основі азоту з маслом для швидкого загартування як загартовуючим середовищем. Після загартування він проходить холодну обробку і остаточну відпустку. Температура нагрівання гасіння 830 градусів, температура середовища гасіння 70 градусів, температура холодної обробки 7 градусів, температура відпуску 160 градусів, атмосфера азоту+пропану+метанолу (азот 8м3/год, пропан 0-300л/год автоматичний контроль, метанол 2 л/год), загартування холодною обробкою, відпускною виробничою лінією.
(4) Зміцнення поверхні
Застосовуючи регулювання швидкості зі змінною частотою з багатопластиновою структурою для зміцнення поверхні, швидкість пластини становить 160 об/хв, швидкість барабана 8 об/хв, а твердість поверхні після зміцнення становить HRC62-63.5. Потім проводять відпускну обробку з температурою відпуску 140 градусів.
(5) Жорстке шліфування
Жорстке шліфування використовує технологію великого циклу керамічного шліфувального круга, обробленого шліфувальною рідиною на водній основі з об’ємом шліфування 0.09 мм.
(6) Попереднє дослідження
Попереднє шліфування здійснюється на вертикальному шліфувальному верстаті з використанням суміші алмазного мікропорошку та прецизійної шліфувальної рідини на водній основі як шліфувального агента (150 грамів алмазної мікропорошку на кілограм прецизійної шліфувальної рідини на водній основі), 2000 # смоли шліфування. колесо, швидкість обробки 15 об/хв, тиск 2 кН.
(7) Подвійне сортування рулонів
Сортування подвійним валком використовує метод перевірки розміру сталевої кульки, при цьому подвійні валки розташовані похило. Кваліфіковані продукти, розміри з більшими або меншими значеннями класифікуються та відбираються.
(8) Точні дослідження
Попереднє шліфування здійснюється на вертикальному шліфувальному верстаті з використанням суміші алмазного мікропорошку та прецизійної шліфувальної рідини на водній основі як шліфувального агента (150 грамів алмазного мікропорошку на кілограм прецизійної шліфувальної рідини на водній основі), 4000 # смоли шліфування колесо, швидкість обробки 15 об/хв, тиск 1 кН.
(9) Випробування фотоелектричних вихрових струмів
Синхронне виявлення поверхневих і внутрішніх дефектів сталевих кульок за допомогою трьох зондів: фотоелектричного, вихрострумового і вібраційного.
(10) Своєчасна обробка
Використання печі для гартування сітчастої стрічки для штучного старіння при температурі 120 градусів для усунення залишкової напруги та підвищення точності розмірів.
(11) Надточні дослідження
Виконайте попереднє шліфування на вертикальному шліфувальному верстаті без додавання абразиву, використовуючи шліфувальний круг зі смолою 6000 # і прецизійну шліфувальну рідину на водній основі. Швидкість обробки 10об/хв, тиск 0,8КН.
(12) Оптико-електронна перевірка
Використання фотоелектричного вимірювача зовнішнього вигляду для виявлення поверхневих дефектів на сталевих кульках.
Приклад 2: Розглянемо як приклад процес виробництва сталевих кульок діаметром 5,953 мм (15/64), матеріалом сталевих кульок є GCr15.
Сталева кулька холодної висадки: використання втулки для розрізання несучого сталевого дроту на високошвидкісній машині холодної висадки; Потім сформуйте зріз матеріалу і видаліть задирки; Потім продовжуйте холодний заголовок. Прийняття багатостанційного методу холодної висадки, обробка 600 заготовок за хвилину з розміром заготовки
(2) Груба обробка
Прийнявши процес фотосфери з великою циркуляцією та обробку шліфувальної рідини на водній основі з потужністю обробки 1100 кг, першим кроком є використання процесу напилювання для усунення кільцевих і полярних задирок, а потім обертання токарного верстата для шліфувальна обробка. Швидкість обробки 130 об/хв, тиск 150 кН, товщина помелу 0,15 мм.
Термічна обробка
Барабанна піч безперервної дії використовується для загартування в керованій атмосфері на основі азоту з маслом для швидкого загартування як загартовуючим середовищем. Після загартування він проходить холодну обробку і остаточну відпустку. Температура нагріву гасіння 845 градусів, температура середовища гасіння 60 градусів, температура холодної обробки 8 градусів, температура відпуску 140 градусів, атмосфера азоту+пропану+метанолу (азот 9м3/год, пропан 0-300л/год автоматичний контроль, метанол 1л /год), загартування холодною обробкою, відпускною виробничою лінією.
(4) Зміцнення поверхні
Застосовуючи регулювання швидкості зі змінною частотою з багатопластиновою структурою для зміцнення поверхні, швидкість пластини становить 180 об/хв, швидкість барабана — 10 об/хв, а твердість поверхні після зміцнення становить HRC62-63.5. Потім проводять відпускну обробку з температурою відпуску 140 градусів.
(5) Жорстке шліфування
Жорстке шліфування використовує технологію великого циклу керамічного шліфувального круга, обробленого шліфувальною рідиною на водній основі з об’ємом шліфування 0.09 мм.
(6) Попереднє дослідження
Попереднє шліфування здійснюється на вертикальному шліфувальному верстаті з використанням суміші алмазного мікропорошку та прецизійної шліфувальної рідини на водній основі як шліфувального агента (400 грамів алмазної мікропорошку на кілограм прецизійної шліфувальної рідини на водній основі), 2000 # смоли шліфування. колесо, швидкість обробки 25 об/хв, тиск 3 кН.
(7) Подвійне сортування рулонів
Сортування подвійним валком використовує метод перевірки розміру сталевої кульки, при цьому подвійні валки розташовані похило. Кваліфіковані продукти, розміри з більшими або меншими значеннями класифікуються та відбираються.
(8) Точні дослідження
Попереднє шліфування здійснюється на вертикальному шліфувальному верстаті з використанням суміші алмазного мікропорошку та прецизійної шліфувальної рідини на водній основі як шліфувального агента (200 грамів алмазного мікропорошку на кілограм прецизійної шліфувальної рідини на водній основі), 4000 # смоли шліфування колесо, швидкість обробки 15 об/хв, тиск 2,5 кН.
(9) Випробування фотоелектричних вихрових струмів
Синхронне виявлення поверхневих і внутрішніх дефектів сталевих кульок за допомогою трьох зондів: фотоелектричного, вихрострумового і вібраційного.
(10) Своєчасна обробка
Використання печі для гартування сітчастої стрічки для штучного старіння при температурі 135 градусів для усунення залишкової напруги та підвищення точності розмірів.
(11) Надточні дослідження
Виконайте попереднє шліфування на вертикальному шліфувальному верстаті без додавання абразиву, використовуючи шліфувальний круг зі смолою 6000 # і прецизійну шліфувальну рідину на водній основі. Швидкість обробки 12об/хв, тиск 0,9КН.
(12) Оптико-електронна перевірка
Використання фотоелектричного вимірювача зовнішнього вигляду для виявлення поверхневих дефектів на сталевих кульках.
Приклад 3. Візьмемо як приклад процес виробництва сталевих кульок діаметром 6,747 мм (17/64), матеріалом сталевих кульок є GCr15.
(1) Сталева кулька для холодної висадки: використання втулки для розрізання сталевого дроту підшипника на високошвидкісній машині для холодної висадки; Потім сформуйте зріз матеріалу і видаліть задирки; Потім продовжуйте холодний заголовок. Прийняття багатостанційного методу холодної висадки, обробка 600 заготовок за хвилину, із розміром заготовки.
(2) Груба обробка
Приймаючи процес великої циркуляції фотосфери та обробку шліфувальної рідини на водній основі, з потужністю обробки 1200 кг, першим кроком є використання процесу напилювання для усунення кільцевих і полярних задирок, а потім обертання токарного верстата для шліфувальна обробка. Швидкість обробки 110 об/хв, тиск 200 кН, розмір помелу 0,20 мм.
(3) Термічна обробка
Барабанна піч безперервної дії використовується для загартування в керованій атмосфері на основі азоту з маслом для швидкого загартування як загартовуючим середовищем. Після загартування він проходить холодну обробку і остаточну відпустку. Температура нагрівання гасіння 850 градусів, температура середовища гасіння 80 градусів, температура холодної обробки 6 градусів, температура відпуску 150 градусів, атмосфера азоту+пропану+метанолу (азот 10 м3/год, пропан 0-300л/год автоматичний контроль, метанол 2,5 л/год), загартування холодною обробкою, відпускною виробничою лінією.
(4) Зміцнення поверхні
Застосовуючи регулювання швидкості зі змінною частотою з багатопластиновою структурою для зміцнення поверхні, швидкість пластини становить 200 об/хв, швидкість барабана — 12 об/хв, а твердість поверхні після зміцнення становить HRC62-63.5. Потім проводять відпускну обробку з температурою відпуску 150 градусів.
(5) Жорстке шліфування
Жорстке шліфування використовує технологію великого циклу керамічного шліфувального круга, обробленого шліфувальною рідиною на водній основі з об’ємом шліфування 0.09 мм.
(6) Попереднє дослідження
Попереднє шліфування здійснюється на вертикальному шліфувальному верстаті з використанням суміші алмазного мікропорошку та прецизійної шліфувальної рідини на водній основі як шліфувального агента (500 грамів алмазної мікропорошку на кілограм прецизійної шліфувальної рідини на водній основі), 2000 # смоли шліфування. колесо, швидкість обробки 30 об/хв, тиск 4 кН.
(7) Подвійне сортування рулонів
Сортування подвійним валком використовує метод перевірки розміру сталевої кульки, при цьому подвійні валки розташовані похило. Кваліфіковані продукти, розміри з більшими або меншими значеннями класифікуються та відбираються.
(8) Точні дослідження
Попереднє шліфування здійснюється на вертикальному шліфувальному верстаті з використанням суміші алмазного мікропорошку та прецизійної шліфувальної рідини на водній основі як шліфувального агента (500 грамів алмазного мікропорошку на кілограм прецизійної шліфувальної рідини на водній основі), 4000 # смоли шліфування колесо, швидкість обробки 20 об/хв, тиск 3 кН.
(9) Випробування фотоелектричних вихрових струмів
Синхронне виявлення поверхневих і внутрішніх дефектів сталевих кульок за допомогою трьох зондів: фотоелектричного, вихрострумового і вібраційного.
(10) Своєчасна обробка
Використання печі для гартування сітчастою стрічкою для штучного старіння при температурі 150 градусів для усунення залишкової напруги та підвищення точності розмірів.
(11) Надточні дослідження
Виконайте попереднє шліфування на вертикальній шліфувальній машині без додавання абразиву, використовуючи шліфувальний круг зі смолою 6000 # і прецизійну шліфувальну рідину на водній основі. Швидкість обробки 10об/хв, тиск 1КН.
(12) Оптико-електронна перевірка
Використання фотоелектричного вимірювача зовнішнього вигляду для виявлення поверхневих дефектів на сталевих кульках.
2024 1 липняТиждень WBM Рекомендація продукту:
SчайникBвсеCстарийHІдінгTООЛС:
У процесі холодної висадки сталевих кульок після того, як бруски розрізають на заготовки у формі колони, два кінці заготовок у формі колони натирають і нарізають у формі перевернутого ангела або круглого кута, а потім заготовки переміщують до механізму холодної вивантаження для головою в сталеву кулю грубого лиття; на відповідній машині холодної висадки додатково встановлюється механізм затирання та різання заготівлі. Якість і придатність чорнового лиття сталевої кульки можна підвищити, а вартість її виробництва можна зменшити. Крім того, оскільки форми заготовок, що надходять у механізм холодного кування, є правильними, напруга, що створюється механізмом холодного видавлювання, є однаковою в процесі штампування, таким чином термін служби штампів холодного видавлювання подовжується.
