特殊鋼種高精度滾動體加工工藝研究

袁月

關鍵詞：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指標

鋼球加工工藝應該滿足國家技術標準要求，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：小循環加工工藝，這一工藝主要用來生產和加工小型鋼球以及生產數量不多的鋼球;大循環加工工藝，這一工藝主要用來生產高精度的鋼球以及生產大批量的鋼球;單盤多溝加工工藝，這一工藝主要用來生產批量小的鋼球，需要對鋼球進行研磨和精研;單盤單溝加工工藝，這一工藝主要用來生產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超大型鋼球，鋼球的直徑要達到200毫米以上。以小型鋼球為例，具體加工步驟如下：冷鐓–光球–熱處理–表面強化處理–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–細磨外徑–終磨外徑。

根據國家標準技術要求，相關設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”達到0.25微米，這一指標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、表面粗糙度達到0.05微米、倒角一定要符合國家標準規范，確保其光滑度。②鋼球要求：鋼球的偏差應該保持在0.25微米左右、鋼球球面的粗糙度保持在0.025微米、鋼球直徑變動量應該達到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，自然難以達到到國家標準的技術要求。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有了更高的要求。我們在加工的過程中選擇的是樹脂結合劑砂輪，以此來為滾動體的高精度提供保障。

這一設計路線增加了“車倒角”“精磨雙端面”“終磨滾動面”等工序，根據實際滾動體加工需求，對于各項加工工藝都進行了壓縮。技術人員在無心磨床上開展“終磨滾動面”作業，為后續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，努力達到超精前要求。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，使得滾動體的旋轉能夠更加穩定。

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，首先技術人員應該利用現有的信息技術和設備來研究滾動體的特殊工裝，利用計算機來給滾動體建模，按照建模的數據來進行加工。然后通過滾動體的砂輪和導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”攻關成果，在支承刀板上開一個口，這個口應該盡量開成橢圓形。還有為了讓滾動體的滾子在磨削過程中能夠順利進出，不會對滾動體的表面造成影響，技術人員將支承導板設計成與刀板圓弧平行的斜板。還有技術人員對滾子磨凸度所需要的工裝進行綜合分析，根據實際情況選擇科學合理的工藝。

一般來說，現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，對于鋼球生產工藝、工裝有了更高的要求。技術人員在進行沖壓工序的時候，為了保障鋼球表面的光滑度，一定要嚴格按照工序的步驟進行操作，避免鋼球表面出現折疊、毛刺等問題，如果一旦產生上述現象，就會對后續的操作工序造成不利的影響。為了更好的解決這一問題，技術人員應該加大規格投料成型的方法，將軟磨工序轉變為常規規格，在進行硬磨操作的時候，打磨人員發現這種鋼材的消磨量非常慢，在此基礎上，技術人員應該根據鋼材實際情況調整工序和工藝，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條件，以此來提升產品的質量和水平。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為研究的重難點。對于滾動體鋼球工裝設計來說，在進行精磨工序的時候，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;在進行精研工序的時候，可以將滾動體的開口設計為一個非標準轉盤，從而能夠更好的提升滾動體的精確度。

結束語：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，而且大量的實踐表明，這一工藝設計是完全可行的，尤其滾子凸度加工，為滾動體的高精度加工積累更多的經驗。

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