Спосіб виготовлення точних конічних роликів

Анотація

Даний винахід розкриває спосіб виробництва прецизійних конічних роликів, який включає наступні етапи: попередня обробка: холодне кування легкотянутого сталевого дроту в роликову заготовку; Обробка м'яким шліфуванням: м'яке шліфування зовнішнього діаметра заготовки валків, двоступеневе шліфування на двох безцентрових шліфувальних верстатах і м'яке шліфування торця заготовки валків; Термічна обробка, тверде шліфування: ролики з обробленою поверхнею піддаються твердому шліфуванню зовнішнього діаметра на безцентровій шліфувальній машині; Основна поверхня: дрібно подрібнені ролики обробляються на шліфувальній машині для кулькової основи для обробки поверхні кулькової основи; Прецизійна обробка: остаточне шліфування зовнішнього діаметра на безцентровій шліфувальній машині; Надточна механічна обробка: готовий конічний валик отримують шляхом виконання надточної опуклої обробки на прецизійному обробленому валику. Конічний валик, оброблений за цим винаходом, може стабільно відповідати національному стандарту (GB/T25767-2010) рівня II після тестування різних показників. Шорсткість поверхні кочення, SDW поверхні основи кулі, округлість та інші елементи тестування конічного валика можуть відповідати стандарту національного стандарту рівня I. Твірна зовнішнього діаметра ролика опукла.

опис

Спосіб виготовлення точних конічних роликів

Tтехнічна сфера

Даний винахід відноситься до способу виробництва прецизійних конічних роликів, що належить до галузі техніки виробництва та виготовлення конічних роликів.

Фонова технологія

Історія китайської промисловості конічних роликів нараховує понад 60 років з моменту виробництва першої партії продукції в 1948 році. З точки зору технологічного прогресу та розвитку промисловості, розвиток після реформи та відкриття є найшвидшим етапом. В даний час промисловість конічних роликів у Китаї може виробляти понад 1800 специфікацій продукції, з точністю, що досягає рівня III у партіях, а невелика кількість досягає рівня II. Продукти широко використовуються в підшипниках, а також у таких галузях, як верстатобудування, суднобудування, залізниця, буріння, інженерне обладнання, побутова техніка, автомобілі та сільськогосподарська техніка. Китай став країною з більшою кількістю конічних роликових підприємств у світі та відносно великим обсягом виробництва.

Однак, з огляду на поточний статус якості конічних роликів у Китаї, деякі з них наблизилися або досягли міжнародного просунутого рівня, але все ще існує загальна прогалина. Завдяки технології обробки високоточні, стійкі до втоми та довговічні конічні роликові підшипники все ще потребують імпорту. В даний час відмінності в процесі виробництва конічних роликів у Китаї призводять до значних відмінностей у точності, що безпосередньо впливає на термін служби підшипників. Зі швидким розвитком автомобільної, залізничної та верстатобудівної промисловості Китаю точність і надійність конічних роликових підшипників безпосередньо впливають на співвідношення закупівель підшипників вітчизняного виробництва в цих галузях. Таким чином, дослідження та підвищення точності та стійкості до втоми конічних роликів є важливою тенденцією розвитку промисловості конічних роликів.

Традиційне виробництво конічних роликів, як правило, використовує такі процеси, як холодна висадка, м’яке шліфування, термічна обробка, полірування, грубе та тонке шліфування, шліфування кулькової основи, остаточне шліфування та надточна механічна обробка, але поки що неможливо виробляти Grade II та Конічні ролики сорту I у великій кількості.

Sсуть винаходу

Метою цього винаходу є створення способу виробництва прецизійних конічних роликів для подолання недоліків попереднього рівня техніки.

Для досягнення вищезазначених цілей у цьому винаході застосовано наступне технічне рішення:

Спосіб виробництва прецизійних конічних роликів із такими етапами:

1) Попередня обробка:

Холодна прокатка легкотягнутого сталевого дроту в роликову заготовку;

2) М'яке шліфування:

Зовнішній діаметр заготовки ролика м'якого шліфування шліфується в два прийоми на двох безцентрових шліфувальних верстатах. Першим кроком є ​​подрібнення {{0}}.20-0.40 мм на першій безцентровій шліфувальній машині, а другим кроком є ​​подрібнення 0.10-0.15 мм на другій безцентровій шліфувальній машині. . Ролики транспортуються між двома сходинками за допомогою машини для з’єднання опорних роликів; Чорновий торець м'якого шліфованого катка обробляють на подвійній торцевій шліфувальній машині. Конічний ролик із зовнішнім діаметром м’якого шліфування транспортується до подвійної шліфувальної машини для торцевої обробки через машину для з’єднання роликів підшипників. Швидкість транспортування з'єднувальної машини підшипникового ролика синхронізована зі швидкістю шліфування;

3) Термічна обробка:

Після м'якого шліфування заготовка валків нагрівається і гартується в контрольованій захисній атмосфері за допомогою сітчастої стрічкової електропечі, а потім піддається термічній обробці відпалу. Після охолодження роликової заготовки до кімнатної температури проводиться обробка поверхні на полірувальній машині. Оброблені порожнини валика чисті та без масляних плям;

4) Жорстке шліфування:

Поверхнево оброблені валики піддають жорсткому шліфуванню зовнішнього діаметра на безцентровій шліфувальній машині. Тверде шліфування поділяється на грубе та тонке з грубим помелом {{0}}.06-0.12 мм і тонким помелом 0.03-0.05 мм. Ролики транспортуються між двома етапами шліфування за допомогою машини для з’єднання опорних роликів;

5) Сферична базисна площина

Обробити дрібно відшліфовані ролики на шліфувальній машині для кулькової основи для обробки поверхні кулькової основи;

6) Точна обробка:

Виконують остаточне шліфування зовнішнього діаметра на безцентровій шліфувальній машині, яку ділять на два прийоми. Перший крок передбачає подрібнення розміром {{0}}.01-0.015 мм, а другий крок передбачає подрібнення розміром 0.005-0.008 мм; Роликовий конвеєр між двоступеневим шліфуванням з використанням підшипникової роликової машини для транспортування;

7) Надточна обробка:

Готовий конічний валик отримують шляхом виконання надточної обробки опуклості на прецизійно обробленому валику.

Температура гарту нагрівання на кроці 3) становить 830-860 градусів, а час нагрівання становить 40-80 хвилин. Середовищем гарту є масло, що швидко гартується, а температура становить 60-80 градус.

Температура нагріву загартування на кроці 3) становить 150-170 градусів, а час витримки становить 200-250 хвилин.

На кроці 5) гумовий шліфувальний круг із зернистістю 60-120 використовується для поверхні кульової основи, а ізоляційний диск обертається зі швидкістю 1.5-3.5 об/хв. Після обробки торцеве биття поверхні основи кулі становить 2-4 мкМ.

На кроці 6) для остаточного шліфування використовується гумовий шліфувальний круг із зернистістю 100 зі швидкістю обробки направляючого круга 50-130об/хв.

На кроці 7) ультраточна обробка роликів використовує кілька комбінацій нафтового каменю W14, нафтового каменю W10, нафтового каменю W5 або нафтового каменю W3.5, упорядкованих графітовими та пластиковими пластинами (відповідно до різних специфікацій конічної форми). валик, виберіть відповідний масляний камінь і графіт і їх розташування, як показано в таблиці нижче). На поверхню обробки зовнішнього діаметра конічного ролика прикладається низький тиск 0.5-3.5 кг/см2 і виконується коротка вібрація, яка становить 1200-2700 раз/хв, з амплітудою 1-5 мм; У той же час надточний ролик проходить шліфування зі швидкістю обробки 20-140 зерен за хвилину, а шліфувальною рідиною є рідина для точного шліфування ZYS-998.

Даний винахід має наступні переваги: ​​варіація діаметра партії валків, обробленої за цим винаходом, становить {{0}},5 мкм. Похибка круглості одного ролика, зміна діаметра {{10}}.5-1.2 мкм. Пакетна зміна кута 1-2,5 мкм. Відхилення кута конуса від ± 1 до ± 2,5 мкм. Шорсткість поверхні кочення Ra0.08~0,12 мкм. Шорсткість сферичної основи Ra0.10-0.16 мкм. Радіус відхилення сферичної основи становить менше 5 мм, і сферична основа стрибає на 2-4 градусів μ M.

Після випробування всі показники конічного ролика можуть стабільно відповідати стандарту класу II національного стандарту (GB/T25767-2010). Шорсткість поверхні кочення, биття основи кульки, округлість та інші елементи тестування конічного ролика можуть відповідати стандарту класу I національного стандарту та вимогам національного стандарту для тонких конічних роликових підшипників кочення. Спосіб, запропонований цим винаходом, має великий потенціал для підвищення точності роликів і може масово вироблятися.

Попередня обробка цього винаходу полягає в обробці легкотягнутого сталевого дроту в заготовку валків за допомогою багатостанційної машини холодної висадки з припуском на обробку 0.30-0.50 мм і відхилення зміщення 0.06-0.15 мм; Вищевказану заготовку валків обробити на безцентровій шліфувальній машині зі швидкістю обробки направляючого круга 50-130об/хв.; Рівень шліфування роликової заготовки після м’якого шліфування становить 0.15~0,20 мм, а безцентрова шліфувальна машина з’єднана з’єднувальною машиною для обробки.

Після м’якого шліфування валики обробляються за допомогою подвійної торцевої шліфувальної машини для обробки торців зі ступенем шліфування 0.3-0.4 мм. У верстаті з подвійним торцем для обробки використовуються керамічні шліфувальні круги (з великим діаметром головки менше 18 мм) і смоляні шліфувальні круги (з великим діаметром головки більше 18 мм), а швидкість пластини подачі становить 2-5об/хв. . М’яке шліфування та подвійні торці з’єднані з’єднувальною машиною для обробки, економії праці, підвищення ефективності виробництва, ефективного уникнення ударів та забезпечення стабільної якості.

Метод процесу, прийнятий у цьому винаході, базується на існуючій технології обробки роликів, шляхом аналізу факторів, що впливають на точність і термін служби роликів, вибору надійних і розумних методів процесу та досягнення розумного вибору шліфувальних кругів і допоміжних матеріалів для шліфування та шліфування. Обґрунтоване технологічне обладнання та параметри вибираються для підвищення точності виготовлення ролика, шорсткості поверхні, металографічної структури та твердості поверхні, тим самим покращуючи точність ролика.

Ілюстрація

Фігура 1 є фактичною схемою обробки продукту прикладу 1;

Фігура 2 - фактична схема обробки продукту прикладу 2;

Фігура 3 - фактична схема обробки продукту прикладу 3;

Конкретні методи реалізації

Далі далі пояснюється даний винахід у поєднанні з супровідними кресленнями та варіантами здійснення.

Приклад 1. Візьмемо як приклад процес виробництва ролика (32207), матеріал ролика – GCr15, а кроки такі:

1) Попередня обробка:

Обробте легкотягнутий сталевий дріт у заготовку за допомогою машини для холодної висадки з припуском на обробку {{0}}.30-0.50 мм і відхиленням від зміщення менше 0.{{4} }.15 мм; Розмір заготовки

2) М'яке шліфування:

Зовнішній діаметр заготовки м'якого шліфувального ролика обробляється на безцентровому шліфувальному верстаті з двома стадіями шліфування. Перший крок — подрібнення {{0}}.20 мм, а другий — 0,10 мм. Ролики транспортуються між двома сходинками за допомогою машини для з’єднання опорних роликів; Використання керамічних шліфувальних кругів із зернистістю 60-80 зі швидкістю обробки направляючого круга 50-130 об/хв;

Торець заготовки м'якого шліфованого валика, оброблений на подвійній торцевій шліфувальній машині. Конічні ролики з м’яким шліфованим зовнішнім діаметром транспортуються до подвійної шліфувальної машини через машину для з’єднання роликів підшипників для обробки торців. Два кінці оснащені керамічними шліфувальними кругами зернистістю 60, а швидкість транспортування з’єднувальної машини для роликів підшипників синхронізована зі швидкістю шліфування;

3) Термічна обробка:

Після м’якого шліфування роликова заготовка буде нагріта та загартована в контрольованій захисній атмосфері за допомогою сітчастої стрічкової електричної печі. Температура гартування нагрівання становить 840 градусів, а час нагрівання - 50 хвилин. Середовищем гасіння є масло швидкого гасіння, а температура становить 65 градусів. Потім проводиться термічна обробка відпуском з температурою нагріву 155 градусів і витримкою 215 хвилин. Після того, як валик охолоне до кімнатної температури, виконайте обробку поверхні на верстаті для полірування поверхні: оброблена порожнина валика чиста і без масляних плям;

4) Жорстке шліфування:

Виконайте жорстке шліфування зовнішнього діаметра на обробленому валику на безцентровій шліфувальній машині. Тверде шліфування поділяється на грубе шліфування та тонке шліфування з грубим шліфуванням {{0}}.06 мм і тонким шліфуванням 0,03 мм. Роликовий конвеєр між двоступеневим шліфуванням з використанням підшипникової роликової машини для транспортування;

5) Сферична базисна площина

Тонко подрібнені валики обробляються на шліфувальній машині з кульовою основою, використовуючи гумовий шліфувальний круг зернистістю 80 зі швидкістю ізолюючого диска 3,5 об/хв. Після обробки торцеве биття поверхні основи кулі не перевищує 2 мкМ.

6) Точна обробка

Виконати остаточне шліфування зовнішнього діаметра на безцентровій шліфувальній машині. Остаточне шліфування зовнішнього діаметра ділиться на два етапи, з розміром шліфування {{0}}.010 мм для остаточного шліфування один і 0,005 мм для остаточного шліфування два. Для остаточного шліфування використовується гумовий шліфувальний круг зернистістю 100, а швидкість обробки направляючого колеса становить 130 об/хв. Роликовий конвеєр між двоступеневим шліфуванням з використанням підшипникової роликової машини для транспортування;

7) Надточна обробка:

Прецизійно оброблені ролики обробляються на ультраточних машинах для надточної опуклості. Ультраточна обробка використовує нафтовий камінь W14, нафтовий камінь W10, нафтовий камінь W5, нафтовий камінь W3.5, графіт і пластикову пластину, розташовану та комбіновану, як показано в таблиці нижче. На поверхню обробки зовнішнього діаметра конічного ролика прикладається низький тиск 1.0кг/см2 і виконується коротка вібрація 1800 разів/хв з амплітудою 2,0 мм; У той же час надточний ролик проходить шліфування зі швидкістю обробки 140 зерен на хвилину, а шліфувальною рідиною є прецизійна шліфувальна рідина ZYS-998.

Варіація діаметра ролика, обробленого вищевказаним процесом, становить {{0}},5 мкм. М'яч бейсджампінг 2 мкм. Округлість 0.5 мкм Шорсткість поверхні Ra0.08 мкм. Твірна зовнішнього діаметра ролика має певну опуклу форму.

Приклад 2: Використання

Візьмемо як приклад процес виробництва роликів, роликовий матеріал GCr15,

1) Попередня обробка:

Холодна прокатка легкотягнутого сталевого дроту в роликову заготовку із зазначенням розмірів заготовки

2) М'яке шліфування:

Зовнішній діаметр заготовки м'якого шліфувального ролика обробляється на безцентровому шліфувальному верстаті з двома стадіями шліфування. Перший крок — подрібнення {{0}}.30 мм, а другий — 0,12 мм. Ролики транспортуються між двома сходинками за допомогою машини для з’єднання опорних роликів;

Торець заготовки м'якого шліфованого валика, оброблений на подвійній торцевій шліфувальній машині. Конічні ролики з м’яким шліфованим зовнішнім діаметром транспортуються до подвійної шліфувальної машини через машину для з’єднання роликів підшипників для обробки торців. Швидкість транспортування з'єднувальної машини підшипникового ролика синхронізована зі швидкістю шліфування;

3) Термічна обробка:

Після м’якого шліфування роликова заготовка буде нагріта та загартована в контрольованій захисній атмосфері за допомогою сітчастої стрічкової електричної печі. Температура гартування нагрівання становить 845 градусів, а час нагрівання - 55 хвилин. Середовищем гасіння є масло швидкого гасіння, а температура становить 65 градусів. Потім проводиться термічна обробка загартуванням з температурою нагріву 160 градусів і витримкою 220 хвилин. Після того, як валик охолоне до кімнатної температури, виконайте обробку поверхні на верстаті для полірування поверхні: оброблена порожнина валика чиста і без масляних плям;

4) Жорстке шліфування:

Виконайте жорстке шліфування зовнішнього діаметра на обробленому валику на безцентровій шліфувальній машині. Жорстке шліфування поділяється на грубе та тонке з грубим шліфуванням {{0}}.08 мм і тонким шліфуванням 0,04 мм. Роликовий конвеєр між двоступеневим шліфуванням з використанням підшипникової роликової машини для транспортування;

5) Сферична базисна площина

Тонко подрібнені валики обробляються на шліфувальній машині з кульовою основою, використовуючи гумовий шліфувальний круг зернистістю 80 зі швидкістю ізолюючого диска 2,5 об/хв. Після обробки торцеве биття поверхні основи кулі не перевищує 3 мкМ.

6) Точна обробка

Виконати остаточне шліфування зовнішнього діаметра на безцентровій шліфувальній машині. Остаточне шліфування зовнішнього діаметра ділиться на два етапи, з розміром шліфування {{0}}.012 мм для остаточного шліфування один і 0,006 мм для остаточного шліфування два. Для остаточного шліфування використовується гумовий шліфувальний круг зернистістю 100, а швидкість обробки направляючого колеса становить 100 об/хв. Роликовий конвеєр між двоступеневим шліфуванням з використанням підшипникової роликової машини для транспортування;

7) Надточна обробка:

Прецизійно оброблені ролики обробляються на ультраточних машинах для надточної опуклості. Ультраточна обробка використовує нафтовий камінь W14, нафтовий камінь W10, нафтовий камінь W5, нафтовий камінь W3.5, графіт і пластикову пластину, розташовану та комбіновану, як показано в таблиці нижче. На обробну поверхню зовнішнього діаметра конічного ролика прикладається низький тиск 2,0 кг/см2 і виконується коротка вібрація 2000 разів/хв з амплітудою 2,5 мм; У той же час надточний ролик проходить шліфування зі швидкістю обробки 110 зерен на хвилину, а шліфувальною рідиною є прецизійна шліфувальна рідина ZYS-998.

Варіація діаметра валика, обробленого вищевказаним процесом, становить {{0}},8 мкм. М'яч для бейсджампінгу 3 мкм. Округлість 0.8 мкм Шорсткість поверхні Ra0.10 мкм. Твірна зовнішнього діаметра ролика має певну опуклу форму.

Приклад 3: Використання

(32313) Беручи за приклад процес виробництва роликів, роликовий матеріал GCr15,

1) Попередня обробка:

Холодна прокатка легкотягнутого сталевого дроту в роликову заготовку із зазначенням розмірів заготовки

2) М'яке шліфування:

Зовнішній діаметр заготовки м'якого шліфувального ролика обробляється на безцентровому шліфувальному верстаті з двома стадіями шліфування. Перший крок — подрібнення {{0}}.40 мм, а другий — 0,15 мм. Ролики транспортуються між двома сходинками за допомогою машини для з’єднання опорних роликів;

Торець заготовки м'якого шліфованого валика, оброблений на подвійній торцевій шліфувальній машині. Конічні ролики з м’яким шліфованим зовнішнім діаметром транспортуються до подвійної шліфувальної машини через машину для з’єднання роликів підшипників для обробки торців. Швидкість транспортування з'єднувальної машини підшипникового ролика синхронізована зі швидкістю шліфування;

3) Термічна обробка:

Після м’якого шліфування роликова заготовка буде нагріта та загартована в контрольованій захисній атмосфері за допомогою сітчастої стрічкової електричної печі. Температура гартування нагрівання становить 845 градусів, а час нагрівання - 65 хвилин. Середовищем гасіння є масло швидкого гасіння, а температура становить 65 градусів. Потім проводиться термічна обробка загартуванням з температурою нагріву 160 градусів і витримкою 240 хвилин. Після того, як валик охолоне до кімнатної температури, виконайте обробку поверхні на верстаті для полірування поверхні: оброблена порожнина валика чиста і без масляних плям;

4) Жорстке шліфування:

Виконайте жорстке шліфування зовнішнього діаметра на обробленому валику на безцентровій шліфувальній машині. Жорстке шліфування поділяється на грубе шліфування та тонке шліфування з грубим шліфуванням {{0}}.12 мм і тонким шліфуванням 0,05 мм. Роликовий конвеєр між двоступеневим шліфуванням з використанням підшипникової роликової машини для транспортування;

5) Сферична базисна площина

Тонко подрібнені валики обробляються на шліфувальній машині з кульовою основою, використовуючи гумовий шліфувальний круг зернистістю 80 зі швидкістю ізолюючого диска 1,5 об/хв. Після обробки торцеве биття поверхні основи кулі не перевищує 4 мкМ.

6) Точна обробка

Виконати остаточне шліфування зовнішнього діаметра на безцентровій шліфувальній машині. Остаточне шліфування зовнішнього діаметра ділиться на два етапи, з розміром шліфування {{0}}.015 мм для остаточного шліфування один і 0,008 мм для остаточного шліфування два. Для остаточного шліфування використовується гумовий шліфувальний круг із зернистістю 100 зі швидкістю обробки направляючого круга 50 об/хв. Роликовий конвеєр між двоступеневим шліфуванням з використанням підшипникової роликової машини для транспортування;

7) Надточна обробка:

Прецизійно оброблені ролики обробляються на ультраточних машинах для надточної опуклості. Ультраточна обробка використовує нафтовий камінь W14, нафтовий камінь W5, графіт і пластикові пластини, розташовані та комбіновані, як показано в таблиці нижче. На поверхню обробки зовнішнього діаметра конічного валика прикладається низький тиск 3,5 кг/см2 і виконується коротка вібрація 2500 разів/хвилину з амплітудою 3,0 мм; У той же час надточний ролик проходить шліфування зі швидкістю обробки 110 зерен на хвилину, а шліфувальною рідиною є прецизійна шліфувальна рідина ZYS-998.

Варіація діаметра валика, обробленого вищезгаданим процесом, становить 1.0 мкм. М'яч для бейсджампінгу 4 мкм. Округлість 1.0 μ Шорсткість поверхні Ra0.12 μ m. Твірна зовнішнього діаметра ролика має певну опуклу форму.

Основна технічна точність відповідає вимогам національних роликів I рівня. Стійкість до втоми підшипника, виготовленого за цим винаходом, можна збільшити в 1,5-2 рази, відповідаючи розширеним вимогам до довговічності до іноземних підшипників, шляхом порівняння зразків підшипників, виготовлених оригінальним способом, і втулки ролика, виготовленої за цим винаходом. з фактичним використанням.

Технологія цього винаходу може бути застосована в галузі виробництва конічних роликів і може виробляти конічні ролики з класом точності II у великих кількостях і точністю класу I у малих кількостях.

Хоча конкретні варіанти здійснення цього винаходу були описані разом із супровідними кресленнями, це не є обмеженням обсягу захисту цього винаходу. Фахівці в даній галузі повинні розуміти, що різні модифікації або деформації, які можуть бути зроблені без творчої праці на основі технічного рішення цього винаходу, все ще знаходяться в межах охорони цього винаходу.

2024 2 травнятиждень WBMРекомендація щодо продукту:

Суперфінішний рулет:

Ми маємо 30-річний досвід у розробці та виробництві підшипників кочення та індустрії інструментів відповідно до стандартів ISO9001 та IATF16949. Інструменти для машини холодної висадки, токарного верстата, шліфувальної машини будуть виготовлені відповідно до ваших вимог.