薄壁軸承顧名思義(yi) 壁厚較小,工程實踐中,將零件的直徑與(yu) 壁厚之比大於(yu) 15的零件,稱為(wei) 薄壁零件。軸承行業(ye) 通常用內(nei) 、外套圈壁厚係數K(外圈外徑尺寸與(yu) 外溝徑尺寸之比 D/De、內(nei) 圈內(nei) 溝徑尺寸與(yu) 內(nei) 徑尺寸之比 di /d)來量化,當1.04<K≦1.14時, 稱為(wei) 薄壁軸承。
薄壁軸承具有質量輕,結構緊湊,慣性矩小等優(you) 點,廣泛用於(yu) 工業(ye) 機器人、航空飛行器、航天衛星、醫療等高端產(chan) 品領域,且市場規模逐漸增大。但薄壁軸承的截麵積較小,使其徑向壁厚很小,剛性差,極易產(chan) 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(wei) 了防止套圈圓度、平麵度超差,出現橢圓、棱圓以及端麵翹曲變形等缺陷,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,對於(yu) 大尺寸和長徑比小的薄壁軸承套圈,采用兩(liang) 件或兩(liang) 件以上合鍛的方法生產(chan) ,粗磨工序後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,減小套圈變形和端麵加工餘(yu) 量,節省原材料,提高生產(chan) 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(wei) 減小由於(yu) 車加工應力過大而產(chan) 生變形,采用較大包絡圓接觸麵積且未經淬火的鋼製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(wei) 端麵定位壓緊方式);調整工藝參數(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)。粗車後增加一次附加回火,以消除應力。之後軟磨端麵,再對套圈進行精車。
3) 熱處理過程中,套圈內(nei) 部組織產(chan) 生相變,主要由奧氏體(ti) 轉變為(wei) 馬氏體(ti) , 密度變小, 體(ti) 積膨脹,產(chan) 生組織應力;另外,套圈從(cong) 高溫( 薄壁產(chan) 品一般為(wei) 830~845 ℃ ) 的膨脹狀態迅速淬火冷卻,產(chan) 生熱應力。當這2 種內(nei) 應力超過材料屈服極限時,材料將發生永久性的塑性變形。通常采用壓模淬火控製變形,對沒有條件壓模淬火時,且淬火後對外徑變形過大超過工藝要求的套圈,采用全麵整形後再進行回火的方法加以校正,使其控製在工藝要求範圍內(nei) 。
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。如采用帶加強圈的方法,“一拖二”的結構進行加工;磨削外徑麵采用多次精細調整機床的方法;工序過程中增加回火穩定處理等,保證套圈的磨削質量滿足工藝要求。