特殊鋼種高精度滾動體加工工藝研究

袁月

關(guān)鍵詞：特殊鋼種;高精度滾動體;加工工藝

1.特殊鋼種高精度滾動體的加工工藝和技術(shù)指標(biāo)

鋼球加工工藝應(yīng)該滿足國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，以此來提升滾動體鋼球的壽命、摩擦力和可靠性，目前鋼球常見的加工工藝主要有以下幾種：小循環(huán)加工工藝，這一工藝主要用來生產(chǎn)和加工小型鋼球以及生產(chǎn)數(shù)量不多的鋼球;大循環(huán)加工工藝，這一工藝主要用來生產(chǎn)高精度的鋼球以及生產(chǎn)大批量的鋼球;單盤多溝加工工藝，這一工藝主要用來生產(chǎn)批量小的鋼球，需要對鋼球進(jìn)行研磨和精研;單盤單溝加工工藝，這一工藝主要用來生產(chǎn)一些直徑比較大的鋼球;方法鋼球加工工藝，這一工藝主要用來生產(chǎn)超大型鋼球，鋼球的直徑要達(dá)到200毫米以上。以小型鋼球?yàn)槔?，具體加工步驟如下：冷鐓–光球–熱處理–表面強(qiáng)化處理–硬磨–初研–精研Ⅰ–精研Ⅱ。滾子加工工藝主要包括圓錐滾子加工工藝、短圓柱滾子加工工藝、球面滾子加工工藝，以球面滾子加工工藝為例，具體加工步驟如下：毛坯成型–竄光–軟磨外徑–軟磨端面–熱處理–光飾–粗磨端面–粗磨外徑–終磨端面–細(xì)磨外徑–終磨外徑。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，相關(guān)設(shè)計研究部門對于特殊鋼種滾動體提出了更高精度的要求，具體如下：①滾子要求：“圓形偏差”達(dá)到0.25微米，這一指標(biāo)對于滾動體的振動性能有著極其重要的影響、滾子直徑的變動量達(dá)到0.3微米、滾子母線凸度值在16微米到18微米之間、表面粗糙度達(dá)到0.05微米、倒角一定要符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確保其光滑度。②鋼球要求：鋼球的偏差應(yīng)該保持在0.25微米左右、鋼球球面的粗糙度保持在0.025微米、鋼球直徑變動量應(yīng)該達(dá)到0.25微米。

2.特殊鋼種高精度滾動體加工工藝研究

由于滾動體鋼種的特殊性，使得滾子在熱處理加工過程中，很容易產(chǎn)生燒傷的問題，再加上滾動體所采用的鋼種材料硬度比較高，打磨起來也比較困難，很難改善滾動體表面的粗糙度，自然難以達(dá)到到國家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。因此，在打磨加工的過程中，對于砂紙的選擇和打磨加工的遍數(shù)有了更高的要求。我們在加工的過程中選擇的是樹脂結(jié)合劑砂輪，以此來為滾動體的高精度提供保障。

這一設(shè)計路線增加了“車倒角”“精磨雙端面”“終磨滾動面”等工序，根據(jù)實(shí)際滾動體加工需求，對于各項加工工藝都進(jìn)行了壓縮。技術(shù)人員在無心磨床上開展“終磨滾動面”作業(yè)，為后續(xù)的滾動體精度做好鋪墊，還有為了磨滾子的凸度，將其保持在一個合理的范圍內(nèi)，努力達(dá)到超精前要求。還有“竄光”工序的主要目的在于剔除滾子母線上的應(yīng)力峰值，以此來保障滾動體的圓滑度。還有“車倒角”工序的主要目的在于保障倒角的對稱性，使得滾動體的旋轉(zhuǎn)能夠更加穩(wěn)定。

對于滾動體來說，最重要的考量值就是滾子的凸度，而且一般來說滾子軸線是圓弧修正型的弧長，還帶有兩個倒角，圓弧比較短，也更加陡。為了制作出更高精度的滾動體，首先技術(shù)人員應(yīng)該利用現(xiàn)有的信息技術(shù)和設(shè)備來研究滾動體的特殊工裝，利用計算機(jī)來給滾動體建模，按照建模的數(shù)據(jù)來進(jìn)行加工。然后通過滾動體的砂輪和導(dǎo)輪磨成一凹一凸的圓弧形，再利用支承刀板的兩邊彎成圓弧，使得支承刀板圓弧與砂輪圓弧相吻合。還有為了保障滾子凸度，支承刀板能否彎成有砂輪圓弧相吻合的弧度，這是一個極其重要的問題。為了解決這一問題，可以利用“十一·五”攻關(guān)成果，在支承刀板上開一個口，這個口應(yīng)該盡量開成橢圓形。還有為了讓滾動體的滾子在磨削過程中能夠順利進(jìn)出，不會對滾動體的表面造成影響，技術(shù)人員將支承導(dǎo)板設(shè)計成與刀板圓弧平行的斜板。還有技術(shù)人員對滾子磨凸度所需要的工裝進(jìn)行綜合分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇科學(xué)合理的工藝。

一般來說，現(xiàn)在鋼球的材料所采用的就是雙真空高溫耐熱鋼，硬度更高、精度要求也更高，對于鋼球生產(chǎn)工藝、工裝有了更高的要求。技術(shù)人員在進(jìn)行沖壓工序的時候，為了保障鋼球表面的光滑度，一定要嚴(yán)格按照工序的步驟進(jìn)行操作，避免鋼球表面出現(xiàn)折疊、毛刺等問題，如果一旦產(chǎn)生上述現(xiàn)象，就會對后續(xù)的操作工序造成不利的影響。為了更好的解決這一問題，技術(shù)人員應(yīng)該加大規(guī)格投料成型的方法，將軟磨工序轉(zhuǎn)變?yōu)槌Ｒ?guī)規(guī)格，在進(jìn)行硬磨操作的時候，打磨人員發(fā)現(xiàn)這種鋼材的消磨量非常慢，在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)鋼材實(shí)際情況調(diào)整工序和工藝，不斷延長工序在盤上磨削的時間，以此來保障滾動體加工各工序的技術(shù)條件，以此來提升產(chǎn)品的質(zhì)量和水平。為了能夠更好的滿足用戶對于滾動體的需求，常見的鋼球主要是G10級鋼球。由此我們可以看出深入研究滾動體的制作工序?yàn)檠芯康闹仉y點(diǎn)。對于滾動體鋼球工裝設(shè)計來說，在進(jìn)行精磨工序的時候，可以利用偏溝研磨板來提高滾動體鋼球的幾何精度，確保鋼球的精度能夠滿足用戶的需求;在進(jìn)行精研工序的時候，可以將滾動體的開口設(shè)計為一個非標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤，從而能夠更好的提升滾動體的精確度。

結(jié)束語：綜上所述，通過上述研究，我們對于特殊鋼種滾動體的高精度加工工藝有了更加深刻的認(rèn)識，為高精度滾動體的加工提供了一個好的思路，而且大量的實(shí)踐表明，這一工藝設(shè)計是完全可行的，尤其滾子凸度加工，為滾動體的高精度加工積累更多的經(jīng)驗(yàn)。

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