滚子基础知识

滚动体在工作中其表面接触应力很大，因此滚动体的质量优劣对轴承的寿命和使用性能有着重要的影响。

实际应用表明滚动体是轴承中最薄弱的零件。

1 滚子制造
1)滚子分类和等级
滚子按形状不同可分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针。

按现行国家标准GB／T4661—2002《滚动轴承圆柱滚子》和机械行业标准JB／T10235—2001《滚动轴承圆锥滚子技术条件》的规定，圆柱滚子和圆锥滚子分为0、I、Ⅱ、Ⅲ四个等级，其产品精度依次由高到低。

各个级别的滚子所对应的轴承公差等级为：
0级滚子：用于成品轴承为2级公差的轴承。

I级滚子：用于成品轴承为4级公差的轴承。

Ⅱ级滚子：用于成品轴承为6、5级公差的轴承。

Ⅲ级滚子：用于成品轴承为0级公差的轴承。

0、I、Ⅱ级滚子还用于有振动值要求的低噪声电机轴承中。

GB／T309--2000《滚动轴承滚针》将滚针分为2、3和5三个等级，其产品精度依次由高到低。

2)滚子制造一般过程和常用设备
虽然滚子的形状多种多样，但其加工过程大同小异，一般加工过程为：
材料改制斗成形(冷镦、车削、锻造)－软磨外径或端面－热处理淬、回火－磨端面－磨球基面(产品有要求时)－粗磨外径－细磨外径－终磨外径－磨凸度(产品有要求时)－超精外径(Ⅱ级以上精度的滚子)。

滚子常用机械加工设备有：材料改制设备、成型设备、端面磨削设备、外径磨削设备，其中材料改制设备是辅助生产设备。

目前行业常用成型设备有：
冷镦成型设备：用于加工直径25mm以下的滚子。

有单工位单击卧式冷镦机、单工位单击立式冷镦机、单工位双击卧式冷镦机和多工位卧式冷镦机。

车削成型设备和锻造成型设备：加工直径大于25mm的滚子。

滚针成型有车削成型、轧制成型和剪切成型。

常用端面磨削设备有：单头平面磨削设备、双端面磨削设备、滚子基面
磨削设备及滚子球基面磨削设备。

常用外径磨削设备有：通过式无心外圆磨削设备、切人式外径磨削设备、滚子外径超精机。

3)滚子制造新技术
随着滚动轴承设计理论的发展，滚子的结构也有新的设计，如带凸度的滚子、滚子母线为对数曲线、端面为球基面的圆柱滚子。

新的设计可以改善滚子的受力状态、提高轴承使用寿命。

目前，针对以上设计的滚子加工新技术有：倾斜超精法：它是在直母线超精的基础上发展起来的，在超精时改变超精辊的倾斜度，有意识的将滚子的两端多超掉一部分，形成外径凸度或对数曲线。

圆柱滚子球基面范成磨削法：它是借用了调心滚子轴承外圈范成磨的加工原理。

国内外研究概况我国滚动轴承用圆锥滚子生产工艺比较落后。

圆锥滚子生产工艺可以归纳为以下两种：其一，盘圆料校直截断──落料──串毛刺--冲压--串环带--软磨外径--软磨端面--热处理--串氧化皮--粗磨外径--磨基面--细磨外径--终磨外径--超精外径--清洗选别--涂油包装。

其二，盘圆料校直截断--磨料头--冲压--串环带--软磨外径--软磨端面--热处理--串氧化皮--硬磨端面--粗磨外径--细磨外径--终磨外径--超精外径--清洗选别--涂油包装。

前一种工艺，毛坯质量较好，但材料利用率低，辅助工序多，生产效率低。

目前国内使用这种工艺生产圆锥滚子的厂家不多。

后一种工艺，生产效率高。

但滚子毛坯精度不高，工艺路线长。

使用这种工艺能生产出符合标准的Ⅲ级精度的圆锥滚子。

如洛阳轴承集团有限公司、上海轴承滚子厂有限公司、襄阳轴承集团有限公司等生产企业。

2.本项目技术核心（1）（1）冷镦同步自校装置的研制具体做法是：根据产品要求，设计一套随机校直装置，圆材料不用截断后，直接在Z31-13冷镦机上加工。

（2）圆锥滚子连机生产传输泵的研制具体做法是：根据产品直径、长度、曲率半径等技术参数，设计出一套圆锥滚子传输装置，使多台机床连在一起加工产品，实现连机生产，提高产品精度。

3）工装模具优化设计具体做法是：优化底模设计，保证装配后底模与中模的同心度；底模基准面车一个直径为D
的去应槽，定位基准精度提高；将底模工作面车一角度为?的斜面，从而解决了模具使用过程中铁屑"存储"问题。

工装模具结构由"图一"改为"图二"，提高模具使用寿命，为冷镦同步生产做准备。

（4）圆锥滚子加工留量的优化及过程FMEA 分析具体做法是：在上述课题完成的基础上，优化圆锥滚子加工留量，减少加工工序，提高产品质量，提高材料利用率。

（5）新工艺流程盘圆料同步校直冷镦--串毛刺--热处理--串氧化皮--硬磨端面--粗磨外径-细磨外径--磨基面--终磨外径-超精外径--清洗选别--涂油包装据有关部门预计：到2010年，我国的圆锥滚子轴承产量约70亿套，约需圆锥滚子140亿粒，市场潜力巨大。

本项目的研究成果，可在全国轴承行业推广，其前景非常广阔。