本發(fā)明屬于軸承制造，尤其涉及一種調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法。

背景技術(shù)：

1、軸承滾道磨削是軸承制造中最關(guān)鍵的工序之一，滾道的磨削質(zhì)量將直接影響軸承的使用性能和疲勞壽命。傳統(tǒng)的軸承滾道磨削，通常只考慮尺寸公差、形位公差和表面粗糙度，不考慮磨削導(dǎo)致的軸承滾道變質(zhì)層等表面完整性問(wèn)題。而滾道存在的表面完整性缺陷將大幅縮短軸承的疲勞壽命。由于傳統(tǒng)軸承的制造缺少對(duì)軸承滾道表面質(zhì)量進(jìn)行控制的表面完整性關(guān)鍵指標(biāo)，同時(shí)缺少調(diào)控關(guān)鍵指標(biāo)的工藝方法，這使國(guó)產(chǎn)軸承疲勞壽命遠(yuǎn)低于國(guó)際知名品牌。因此，需要面向軸承疲勞壽命提升的需求，給出影響軸承疲勞壽命關(guān)鍵指標(biāo)，即軸承滾道變質(zhì)層及其表征參量，以及調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層的磨削工藝方法及其參數(shù)組合。

2、現(xiàn)有的軸承滾道磨削技術(shù)存在的問(wèn)題主要包括以下幾點(diǎn)：

3、1.表面完整性考慮不足：傳統(tǒng)的軸承滾道磨削主要關(guān)注尺寸公差、形位公差和表面粗糙度，但未充分考慮磨削過(guò)程中可能導(dǎo)致的軸承滾道變質(zhì)層等表面完整性問(wèn)題。這種表面完整性的缺陷會(huì)顯著影響軸承的使用性能和疲勞壽命。

4、2.疲勞壽命較短：由于滾道存在的表面完整性缺陷，如變質(zhì)層、微裂紋等，會(huì)大幅縮短軸承的疲勞壽命。這導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)軸承的疲勞壽命遠(yuǎn)低于國(guó)際知名品牌。

5、3.缺乏關(guān)鍵指標(biāo)控制：傳統(tǒng)軸承制造中缺少對(duì)軸承滾道表面質(zhì)量進(jìn)行控制的表面完整性關(guān)鍵指標(biāo)。這意味著在磨削過(guò)程中，無(wú)法有效地監(jiān)控和評(píng)估滾道的實(shí)際質(zhì)量，從而難以保證軸承的最終性能。

6、4.磨削工藝及參數(shù)組合不足：目前尚缺乏調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層的具體磨削工藝及其參數(shù)組合。這使得制造商在面臨表面完整性問(wèn)題時(shí)，難以采取有效的措施進(jìn)行改進(jìn)。

7、現(xiàn)有的軸承滾道磨削技術(shù)在表面完整性、疲勞壽命、關(guān)鍵指標(biāo)控制和工藝方法等方面存在明顯的問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，需要深入研究影響軸承疲勞壽命的關(guān)鍵指標(biāo)，開發(fā)新的磨削工藝，并優(yōu)化參數(shù)組合，以提高軸承的制造質(zhì)量和使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法。

2、本發(fā)明的要點(diǎn)包括，(1)一種調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法，所述調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法，應(yīng)采用符合磨削速比rv設(shè)計(jì)區(qū)間的磨削工藝參數(shù)組合；(2)所述調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法，需要將滾道亞表面磨削變質(zhì)層深度控制在hd*(一般為10μm)以內(nèi)，并避免磨削變質(zhì)層中形成硬脆的白層組織。

3、進(jìn)一步，(3)軸承滾道磨削的磨削速比用rv表示，其特征在于，磨削速比rv表示砂輪速度與工件速度的比值，即：rv＝vs/vw。

4、式中，vw是工件速度，vs是砂輪速度。

5、進(jìn)一步，(4)軸承滾道磨削的符合磨削速比rv設(shè)計(jì)區(qū)間的磨削工藝參數(shù)組合，其特征在于，在軸承材料采用高碳鉻合金(din100cr6)和陶瓷燒結(jié)剛玉砂輪(圣戈班-諾頓)條件下，當(dāng)砂輪速度為40m/s時(shí)，應(yīng)采用rv<rv1*(這里rv1*＝19)的磨削速比設(shè)計(jì)區(qū)間；當(dāng)砂輪速度為60m/s時(shí)，應(yīng)采用rv<rv2*(這里rv2*＝26)的磨削速比設(shè)計(jì)區(qū)間；當(dāng)砂輪速度為80m/s時(shí)，應(yīng)采用rv<rv3*(這里rv3*＝33)的磨削速比設(shè)計(jì)區(qū)間。

6、本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述軸承滾道變質(zhì)層的度量方法，包括軸承滾道亞表面暗層組織和白層組織的深度。

7、進(jìn)一步，軸承滾道變質(zhì)層深度的度量方法，包括軸承滾道亞表面暗層組織深度hd和白層組織深度hw。

8、結(jié)合上述的技術(shù)方案和解決的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案所具備的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：

9、第一、本發(fā)明包括調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法及其參數(shù)組合，一種軸承滾道變質(zhì)層深度的度量方法。其中，調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法主要包括磨削工藝參數(shù)的組合方法，以及符合磨削速比rv設(shè)計(jì)區(qū)間的磨削工藝參數(shù)設(shè)計(jì)要求。

10、第二，本發(fā)明可有效調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度，克服滾動(dòng)軸承滾道表面磨削質(zhì)量差、磨削工藝參數(shù)難以合理優(yōu)化設(shè)計(jì)等難題，為提升高檔軸承產(chǎn)品的使役性能和疲勞壽命提供了合理有效的機(jī)械加工工藝方法和工藝參數(shù)。本發(fā)明通過(guò)有效調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度，可以顯著提高軸承實(shí)際運(yùn)行的長(zhǎng)期穩(wěn)定性及其疲勞壽命，縮小與進(jìn)口高端軸承的壽命差距。

11、第三，作為本發(fā)明的權(quán)利要求的創(chuàng)造性輔助證據(jù)，還體現(xiàn)在以下幾個(gè)重要方面：

12、(1)本發(fā)明提出的軸承滾道的磨削工藝方法，有效調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度，通?？墒馆S承的實(shí)際測(cè)試壽命顯著提高。工程實(shí)踐中，采用本發(fā)明技術(shù)方案制造的軸承，其實(shí)際測(cè)試的壽命范圍有時(shí)比較大，其原因是，軸承的零件加工及其裝配工序很多，各工序的生產(chǎn)環(huán)境、軸承相關(guān)零件的加工誤差，以及自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性、砂輪磨損等工藝條件的任何變化所引發(fā)的不一致性和不穩(wěn)定性等。

13、(2)本發(fā)明的技術(shù)方案克服了軸承制造中傳統(tǒng)技術(shù)偏見，突破了現(xiàn)有的工藝技術(shù)與方法。

14、(3)本發(fā)明的技術(shù)方案轉(zhuǎn)化后的預(yù)期收益和商業(yè)價(jià)值為：

15、以本發(fā)明疲勞壽命測(cè)試用的試驗(yàn)軸承型號(hào)7002p4為例，由于國(guó)產(chǎn)軸承，尤其是高端軸承的疲勞壽命與國(guó)際著名品牌軸承存在很大差距，按目前市場(chǎng)價(jià)格，國(guó)際著名品牌的軸承(如nsk)價(jià)格一般是國(guó)產(chǎn)軸承的3倍或以上。

16、綜上所述，采用本發(fā)明提出的工藝方法，將顯著提升國(guó)產(chǎn)軸承的疲勞壽命，為企業(yè)帶來(lái)巨大收益和商業(yè)價(jià)值。

17、第四，本發(fā)明提出了一種創(chuàng)新的調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法。在軸承材料采用高碳鉻合金和陶瓷燒結(jié)剛玉砂輪(圣戈班-諾頓)的特定條件下，該方法通過(guò)采用符合特定磨削速比rv設(shè)計(jì)區(qū)間的工藝參數(shù)組合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軸承滾道變質(zhì)層深度的精確控制。這一工藝方法的提出，解決了傳統(tǒng)磨削過(guò)程中難以準(zhǔn)確控制變質(zhì)層深度的問(wèn)題。

18、該磨削工藝方法的核心在于控制滾道亞表面磨削變質(zhì)層的深度，確保其在設(shè)定的hd*范圍以內(nèi)，并有效避免磨削變質(zhì)層中形成硬脆的白層組織。這一技術(shù)突破不僅提高了軸承的加工精度和表面質(zhì)量，還顯著延長(zhǎng)了軸承的使用壽命。通過(guò)優(yōu)化磨削參數(shù)，本發(fā)明成功降低了軸承在使用過(guò)程中因變質(zhì)層導(dǎo)致的性能下降和損壞風(fēng)險(xiǎn)。

19、本發(fā)明中引入的磨削速比rv是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，它表示砂輪速度與工件速度的比值。通過(guò)精確調(diào)整這一比值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)磨削過(guò)程中熱量和力的精確控制，從而進(jìn)一步優(yōu)化變質(zhì)層的形成。在砂輪速度分別為40m/s、60m/s和80m/s時(shí)，本發(fā)明給出了具體的磨削速比設(shè)計(jì)區(qū)間，為實(shí)際生產(chǎn)提供了明確的操作指導(dǎo)。

20、通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施，軸承滾道變質(zhì)層深度得到了有效控制，包括亞表面暗層組織深度hd和白層組織深度hw。這一技術(shù)進(jìn)步不僅提高了軸承的制造質(zhì)量，還為軸承行業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入了新的動(dòng)力。與傳統(tǒng)的磨削工藝相比，本發(fā)明在確保軸承性能和使用壽命方面展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)，有望成為未來(lái)軸承制造領(lǐng)域的主流技術(shù)之一。

技術(shù)特征：

1.一種調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法，其特征在于，在軸承材料采用高碳鉻合金和陶瓷燒結(jié)剛玉砂輪條件下，所述調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法，應(yīng)采用符合磨削速比rv設(shè)計(jì)區(qū)間的磨削工藝參數(shù)組合。

2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法，其特征在于，需要將滾道亞表面磨削變質(zhì)層深度控制在hd*以內(nèi)，并避免磨削變質(zhì)層中形成硬脆的白層組織。

3.如權(quán)利要求1所述的調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法，其特征在于，磨削速比rv表示砂輪速度與工件速度的比值，即：rv＝vs/vw。

4.如權(quán)利要求1所述的調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法，其特征在于，所述的符合磨削速比rv設(shè)計(jì)區(qū)間的磨削工藝參數(shù)組合，在軸承材料采用高碳鉻合金和陶瓷燒結(jié)剛玉砂輪條件下，當(dāng)砂輪速度為40m/s時(shí)，應(yīng)采用rv<rv1*的磨削速比設(shè)計(jì)區(qū)間；當(dāng)砂輪速度為60m/s時(shí)，應(yīng)采用rv<rv2*的磨削速比設(shè)計(jì)區(qū)間；當(dāng)砂輪速度為80m/s時(shí)，應(yīng)采用rv<rv3*的磨削速比設(shè)計(jì)區(qū)間。

5.如權(quán)利要求1所述的調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法，其特征在于，所述的軸承滾道變質(zhì)層深度，包括軸承滾道亞表面暗層組織深度hd和白層組織深度hw。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于軸承制造技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種調(diào)控軸承滾道變質(zhì)層深度的磨削工藝方法，采用符合磨削速比Rv設(shè)計(jì)區(qū)間的磨削工藝參數(shù)組合。磨削速比Rv表示砂輪速度與工件速度的比值。在軸承材料采用高碳鉻合金(DIN100Cr6)和陶瓷燒結(jié)剛玉砂輪(圣戈班?諾頓)條件下，當(dāng)砂輪速度為40m/s時(shí)，應(yīng)采用Rv<Rv1*(這里Rv1*＝19)的磨削速比設(shè)計(jì)區(qū)間；當(dāng)砂輪速度為60m/s時(shí)，應(yīng)采用Rv<Rv2*(這里Rv2*＝26)的磨削速比設(shè)計(jì)區(qū)間；當(dāng)砂輪速度為80m/s時(shí)，應(yīng)采用Rv<Rv3*(這里Rv3*＝33)的磨削速比設(shè)計(jì)區(qū)間；需要將滾道亞表面磨削變質(zhì)層深度控制在h<subgt;d</subgt;<supgt;*</supgt;(一般為10μm)以內(nèi)，并避免磨削變質(zhì)層中形成硬脆的白層組織。本發(fā)明可有效抑制軸承滾道亞表面磨削裂紋的磨削，提高軸承使役性能并提升軸承疲勞壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：李蓓智,任祉達(dá),楊建國(guó)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21