特大型薄壁轴承外圈表面淬火变形的工艺控制_李建东

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结束语
新工艺在原热处理设备和淬火工艺下， 通过
工艺预处理， 抵消了热处理变形造成的热处理部 位平面位置的改变， 减少了淬火表面的加工余量， 确保了零件成品的有效淬硬层深度， 提高了产品 质量及加工效率， 为类似宽端面薄壁轴承零件的 加工提供了一种新思路。
（ 编辑： 李超强）
图3
车斜坡工序示意图
ISSN1000 － 3762 CN41 － 1148 / TH
轴承 2012 年11 期 Bearing 2012 ， No． 11
16 ， 33
特大型薄壁轴承外圈表面淬火变形的工艺控制
李建东， 王高峰， 张亚平， 张少龙， 康正坡
（ 洛阳轴研科技股份有限公司， 河南 洛阳 471039 ）
摘要： 特大型宽端面薄壁轴承套圈经表面热处理后变形较大， 通过在热处理前增加车斜坡工序， 减少了套圈有 效淬硬层加工余量， 保证了滚道有效淬硬层深度和均匀性， 提高了轴承的加工效率和使用寿命 。 关键词： 特大型转盘轴承； 薄壁套圈； 车加工； 淬火变形； 淬硬层 中图分类号： TH133． 33 ； TG156． 3 文献标志码： B 文章编号： 1000 － 3762 （ 2012 ） 11 － 0016 － 01
轴承轴向游隙 G a 必然大于轴承原来的轴向游隙， 其增加量为 ΔG a = （ 2 × 0 ． 015 a） / tan α， 式中： α 为轴 承 接 触 角， 此 处 α = 10 ° 。 经 计 算 得 ΔG a = 0 ． 173 mm。 为了保证轴承轴向游隙符合技术要求， 采用 修磨中隔圈宽度的办法， 修磨量即为轴向游隙的 增加量。而修磨中隔圈， 将导致装配高变小， 装配 高的变化量为 ΔT = ΔG a = 0 ． 173 mm。 用户提供 的装配高允差要求为 － 0 ． 42 ～ + 0 ． 31 mm。 对于 需要做出 修磨中隔圈后装配高允差低于要求的， 特殊标记， 用户将在安装轴承时选配相应的定位 装置。
的加工工艺方案为： 车基面、 内径面、 外径面 → 车 端面、 车斜坡 （ 图 3 ） → 滚道表面淬火 → 精车基面 →精车滚道、 端面 → 磨滚道。 新工艺增加了车斜 坡工序， 取 消 了 加 热 整 形 及 修 滚 道 面 翘 曲 工 序。 滚道表面淬火后如图 4 所示。 为了对倾斜滚道进行表面淬火， 需调整热处 理 感应器位置及加热面与之相适应 。 在滚道表面
（ Luoyang Bearing Science ＆ Technology Co． ，Ltd． ， Luoyang 471039 ， China） Abstract： Aimed at serious deformation after surface quenching of extra large size wide end face thin － walled bearing rings，the machining allowance of effective hardened layer of rings is reduced and the depth and uniformity of effective hardened layer of raceway is ensured by adding process of turning slope before heat treatment line． Key words： extra large size slewing bearing； thin － walled ring； turning process； quenching deformation； hardening layer
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产品技术要求及传统加工工艺
第 2 外圈尺寸及淬火区域如图 1 所示， 材料 为 42CrMo， 根据图纸要求， 滚道宽度为 220 mm， 硬
图1
产品尺寸及技术要求
收稿日期： 2012 － 06 － 11 ； 修回日期： 2012 － 07 － 30
度为 55 ～ 62 HRC ， 有效硬化层不小于 5 mm 。 传统工艺路线为： 车基面、 内径面、 外径面 → 车端面→滚道表面淬火 → 加热整形修滚道翘曲 → 精车基面 → 精车滚道、 端面 → 磨滚道。 由于第 2 外圈尺寸大， 径向壁宽， 轴向壁薄， 刚性差， 且淬火 面积较大， 致使滚道表面内外受热、 冷却速度不一 ， 。 致 表面淬火后翘曲变形量较大 故传统工艺为 了减少变形增加了加热整形修滚道翘曲工序； 为 加大了第 2 外圈高度， 工 了保证精车的加工余量， 68 mm 。 艺高度取为 传统工艺存在的缺点： （ 1 ） 表面淬火后进行整 形处理， 操作过程复杂， 对操作人员的技术水平要 费用高， 周期较长， 且整形效果不明显， 整形 求高， 后工件有较大的内应力， 容易造成几何形状不稳 定。（ 2 ） 由于变形较大， 第 2 外圈精车后， 局部淬 硬层切除量较大， 造成成品有效淬硬层深度不足、 厚度不均匀。 如图 2 所示， 位置 1 处淬硬层深度 比位置 2 处淬硬层深度浅 1 ～ 2 mm， 影响轴承承 载能力和使用寿命。 若淬火时加大淬硬层深度， 则极易出现表面淬火裂纹， 造成零件的报废。 （ 下转第 33 页）
某特大型六排滚子转盘轴承第 2 外圈传统加 工工艺为粗车后进行轴向滚道表面淬火， 经加热 整形修正翘曲变形， 最后精车淬火面。 而加热整 形可能造成滚道软点的存在， 且精车后会出现第 2 外圈局部淬硬层深度减小及淬硬层深度不均匀现 象， 加大了轴承滚道被局部载荷压溃的可能性， 影 响轴承承载能力和使用寿命。 因此研究如何减少 由于表面淬火而造成的外圈翘曲变形量， 对于提 高产品使用寿命有着重要意义。
Process Control on Distortion During Surface Quenching for Outer Rings of Extra Large Size Thin － Walled BΒιβλιοθήκη Baiduarings
Li Jian － dong，Wang Gao － feng，Zhang Ya － ping，Zhang Shao － long，Kang Zheng － po
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修复结果
按照制定的修复工艺对轴承进行加工并进行
在材料硬度、 精度等级和外观质 了各项指标检测， 量等方面都达到了技术要求。 同时， 随机抽取 2 套经修复的轴承样品进行台架试验， 结果表明： 轴 承运转良好， 温升正常， 漏脂率符合相关标准的要 求。 通过科学合理地应用轴承修复技术， 能够使 部分具备修复条件的轴承重新利用， 节约能源， 降 低消耗。
（ 编辑： 赵金库）
（ 上接第 16 页）
图2
传统工艺表面淬火后示意图
图4
新工艺表面淬火后示意图
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新加工工艺
通过对传统加工工艺分析及改进， 确定了新
淬火工艺参数与原工艺一样的前提下， 按新工艺 对工件进行试制， 经检测， 位置 1 与位置 2 相对于 基面的高度差为 0 ． 4 mm 左右， 因此， 滚道淬火面 精车量为 0 ． 5 mm 即可， 成品滚道有效淬硬层深度 同时取消了整形 和均匀性比原工艺有明显提高， 工序， 零件质量和加工效率提高。
杨明奇， 等： 地铁车辆轮轴圆锥滚子轴承修复技术
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3． 4
更换新零件 在轴承分解、 检查和清洗过程中发现， 内圈、
3． 6
修复工艺
工程塑料保持架和橡胶密封都受到了不可修复的 损坏， 因而必须进行报废处理， 更换新件。 在此应 当注意的是， 对报废的零件需做上特殊标记， 以避 免与新部件混淆。 3． 5 轴向游隙和装配高变化解决方案 由于轴承内、 外圈表面都进行了磨削加工， 则
制定科学 合 理 的 修 复 工 艺 流 程 是 保 证 轴 承 修复质量的关键 。 在对 修 复 过 程 中 的 关 键 要 素 进行分析后 ， 编制轴承修复工 艺 如 下 ： 轴 承 分 解 → 零件清洗 → 可修复鉴定 → 进入 修 复 程 序 → 加 工表面精磨 → 加工表面超精 → 探 伤 检 查 → 终 检 退磁 → 装配 → 零件磷化 → 刻打标记 → 零件清洗 、 → 包装 。