Абстрактный
Настоящее изобретение относится к способу обработки роликов подшипников, в частности к способу обработки конических роликов с большим углом конуса и отношением длины к диаметру менее 1. Процесс обработки заключается в следующем: использование спиральных направляющих колес с разными углами для многократного шлифования внешнего круга ролика, постепенное шлифование внешнего круга ролика до требуемого угла; Термическая обработка роликов между процессами мягкого шлифования и грубого шлифования; Шлифовка торцевой поверхности ролика, когда угол полуконуса ролика не превышает 6 градусов между двумя грубыми шлифованиями; При шлифовании базовой поверхности шарика ролика шлифовальным кругом средней мягкости между грубым шлифованием и тонким шлифованием. Принимая способ обработки настоящего изобретения, поверхность ролика может быть отшлифована равномерно без дефектов, таких как черная корка, и точность является высокой. Это значительно снижает шум соответствующих подшипников во время работы и увеличивает их срок службы.
Описание
Метод обработки конических роликов с большим углом конусности и отношением сторон менее 1
Tтехническая область
Настоящее изобретение относится к области производства подшипников качения и касается способа обработки роликов подшипников, в частности способа обработки конических роликов с большим углом конусности и отношением длины к диаметру менее 1.
Фоновая технология
Угол полуконуса обычного конического ролика находится в диапазоне от 1 градуса до 4 градусов, а угол полуконуса, превышающий 4 градуса, называется большим коническим коническим роликом. Кроме того, длина обычного конического ролика больше его диаметра (имеется в виду диаметр большой головки конического ролика), то есть отношение длины к диаметру больше 1. Однако существуют некоторые специальные конические ролики, длина которых меньше их диаметра, которые называются коническими роликами с отношением длины к диаметру меньше 1.
Если конический ролик имеет большой угол конуса, а соотношение сторон меньше 1, то его обработка значительно сложнее, чем у обычных роликов, что в основном проявляется в следующих аспектах:
(1) Трудность определения местоположения заготовки ролика холодной высадки. Вогнутая матрица, используемая для заготовок роликов холодной высадки, имеет большой угол конуса и малую глубину. После того, как цилиндрическая секция помещена в полость вогнутой матрицы, стабильность позиционирования плохая, и она легко отклоняется, что часто приводит к отклонению заготовки.
(2) Трудность формовки сырья. Разница в диаметре между большой и маленькой головками этого типа ролика большая и относительно короткая. При холодной высадке заготовки как большая, так и маленькая головки должны подвергнуться значительной деформации, чтобы соответствовать форме внутренней полости. Поэтому малая головка может подвергнуться сильному упрочнению холодной обработкой из-за высокого давления экструзии, в то время как большая головка может покрыться трещинами из-за чрезмерной деформации.
(3) Шлифование внешнего круга затруднено. При шлифовании внешнего круга этого типа ролика на внешнем цилиндрическом бесцентровом шлифовальном станке ролик позиционируется спиральным направляющим колесом, которое заставляет ролик вращаться и двигаться вперед. Во время черновой шлифовки большой угол конуса ролика может вызывать прыжки и остановку, тем самым влияя на качество обработки.
(4) Двойная шлифовка торцов затруднена. При шлифовке больших и малых торцов этого типа ролика на двухстороннем шлифовальном станке ролик вводится в зону шлифования через подающий лоток. Из-за большого угла конуса ролика его положение в загрузочном пространстве подающего лотка нестабильно, а разница в силе шлифования между двумя торцами вызывает наклон ролика, что влияет на точность обработки.
(5) Шлифовка поверхности основания шарика затруднена. В соответствии с потребностями подшипника радиус кривизны поверхности основания этого типа ролика спроектирован относительно небольшим. При шлифовке поверхности основания шарика величина шлифования на краю поверхности основания намного больше, чем в середине, что может легко привести к ожогам на краю поверхности основания во время шлифования.
По вышеуказанным причинам, если конические ролики с большим углом конуса и отношением длины к диаметру менее 1 обрабатываются с использованием обычных методов обработки, могут возникнуть дефекты качества, такие как недостаточное количество материала или трещины на поверхности ролика, неполная шлифовка внешнего круга, оставляющая черную корку, обжиг поверхности основания шара и разные оси на обоих концах ролика. В результате процент брака высок, а эффективность производства низкая.
Sкраткое содержание изобретения
Для решения вышеуказанных технических проблем настоящее изобретение предлагает способ обработки, специально предназначенный для конических роликов с большим углом конуса и отношением длины к диаметру менее 1. Этот способ позволяет избежать трудностей обработки, вызванных большим углом конуса роликов в каждом процессе, и сначала холодно дробит заготовку ролика до угла полуконуса 4 градуса, а затем постепенно обрабатывает ролики до требуемого угла полуконуса с помощью таких процессов, как мягкое шлифование, грубое шлифование и тонкое шлифование. Этот способ может снизить трудность обработки конических роликов с большим углом конуса и отношением длины к диаметру менее 1, достигая цели снижения уровня брака и повышения эффективности производства.
Конкретные шаги, предпринятые настоящим изобретением для выполнения его изобретательской задачи, следующие:
1) Проектирование конструктивных размеров заготовок роликов: Для конических роликов с большим углом конуса, с углом полуконуса более 4 градусов, проектирование угла полуконуса их заготовок производится равномерно в 4 градуса; Диаметр черновой головки рассчитывается на основе размеров, указанных в чертеже, плюс припуск на шлифовку головки; Диаметр малой головки рассчитывается на основе расчетного диаметра большой головки, длины, указанной в чертеже, и припуска на шлифовку торца, с углом полуконуса 4 градуса; Припуск на шлифовку наружной окружности большой головки и шлифовку торца определяется на основе диаметра ролика. Для роликов диаметром менее 10 мм припуск на шлифовку наружной окружности большой головки выбирается в пределах 0.3-0.35 мм, а припуск на шлифовку торца выбирается равным 0.3 мм; Ролик диаметром {{10}}мм, с припуском на шлифовку внешнего круга большой головки, выбранным в диапазоне 0.4-0.5мм, и припуском на шлифовку торца, выбранным в диапазоне {{20}}.4-0.6мм; Для роликов диаметром 20мм и более припуск на шлифовку внешнего круга большой головки следует выбирать в диапазоне 0,6~0,7мм, а припуск на шлифовку торца следует выбирать в диапазоне 0,6~0,8мм; После проектирования структуры заготовки согласно вышеприведенному методу, хотя величина шлифовки малой головки увеличивается, это решает проблему холодного пирса;
2) Проектирование и изготовление форм для холодного литья в соответствии с углом конусности и конструктивными размерами проектируемой заготовки;
3) Штамповка заготовок валков на холодновысадочных машинах с использованием спроектированных и изготовленных пресс-форм;
4) Поместите штампованную заготовку ролика на внешний цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для мягкой шлифовки внешнего круга; Используя 4-градусный спиральный направляющий круг для мягкой шлифовки, снимите 0.15-0.35 мм с внешней поверхности, и после мягкой шлифовки должен все еще оставаться запас 0.15-0.35 мм для большего конца ролика;
5) Поместите ролик, прошедший первый раунд мягкой шлифовки, на цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для второго раунда мягкой шлифовки; Если угол полуконуса ролика, указанный на чертеже, больше или равен 5 градусам, используйте спиральный направляющий круг 5 градусов для второй мягкой шлифовки внешнего круга; Если угол полуконуса ролика, указанный на чертеже, меньше 5 градусов, используйте спиральный направляющий круг с тем же углом полуконуса, что и ролик, указанный на чертеже, для второй мягкой шлифовки внешнего круга ролика; Вторая мягкая шлифовка должна удалить 0.03-0.05 мм с внешней поверхности большой головки, и на внешней поверхности большой головки ролика должен остаться припуск 0.12-0.30 мм;
6) Поместите прошедшие мягкую шлифовку ролики в термическую печь для закалки и отпуска; Температура закалки составляет 830-840 градуса, а время выдержки составляет 40-60 минут; Температура отпуска составляет 150-160 градуса, а время выдержки составляет 2-2.5 часа; После этого выньте из печи и охладите до комнатной температуры;
7) Поместите закаленные и отпущенные ролики на внешний цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для первой грубой шлифовки внешнего круга; Если угол полуконуса ролика, указанный на чертеже, больше или равен 6 градусам, используйте направляющее колесо со спиралью 6 градусов для грубой шлифовки, чтобы удалить 0.02~0.05 мм с внешней поверхности головки ролика. После грубой шлифовки на внешней поверхности головки ролика все еще должен оставаться запас в 0.1~0.25 мм; Если угол полуконуса ролика, указанный на чертеже, меньше 6 градусов, можно использовать направляющее колесо со спиралью с тем же углом полуконуса, что и у ролика, указанного на чертеже, для грубой шлифовки, которая может удалить 0.04~0,10 мм с внешней поверхности большого конца. После грубой шлифовки на внешней поверхности большого конца ролика должен оставаться зазор 0,08–0,20 мм;
8) Поместите ролик, прошедший первую грубую шлифовку, на двухсторонний шлифовальный станок для шлифования обеих торцевых поверхностей; Отшлифуйте большую и малую головки на 0.11-0.35 мм, и после шлифования все еще должно оставаться количество шлифования 0.08-0.1 мм в направлении длины ролика; 9) Поместите ролик, прошедший двойную шлифовку торцевых поверхностей, на цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для второй грубой шлифовки внешнего круга; Если угол полуконуса ролика, указанный на чертеже, больше или равен 7 градусам, используйте спиральное направляющее колесо 7 градусов для второй грубой шлифовки внешнего круга; Если угол полуконуса ролика, указанный на чертеже, меньше 7 градусов и больше 6 градусов, используйте спиральное направляющее колесо с тем же углом полуконуса, что и у ролика, указанного на чертеже, для второй грубой шлифовки внешнего круга; Если угол полуконуса ролика, указанный на чертеже, меньше 6 градусов, то дальнейшая грубая шлифовка внешнего круга не производится; Для роликов с углом полуконуса 6 градусов и более после второй грубой шлифовки наружная поверхность большой головки должна быть удалена на 0.02~0.05 мм. После второй грубой шлифовки на наружной поверхности большой головки должен оставаться запас 0,08~0,20 мм;
9) Поместите ролик, прошедший вторую грубую шлифовку, на цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для третьей грубой шлифовки внешнего круга; Если угол полуконуса ролика, указанный на чертеже, больше или равен 8 градусам, используйте спиральный направляющий круг 8 градусов для третьей грубой шлифовки внешнего круга; Если угол полуконуса ролика, указанный на чертеже, меньше 8 градусов и больше 7 градусов, используйте спиральный направляющий круг с тем же углом полуконуса, что и ролик, указанный на чертеже, для третьей грубой шлифовки внешнего диаметра; Если угол полуконуса ролика, указанный на чертеже, меньше или равен 7 градусам, третья грубая шлифовка внешнего диаметра не будет выполняться; Для роликов с углом полуконуса более 7 градусов после третьей грубой шлифовки наружная поверхность большого конца должна быть снята на 0.02~0.05 мм, и на наружной поверхности большого конца ролика после грубой шлифовки должен оставаться зазор 0,06~0,15 мм;
10) Поместите ролик, прошедший грубую шлифовку, на шаровую шлифовальную машину, чтобы отшлифовать поверхность шара, используя шлифовальный круг средней мягкости. После шлифования радиус сферической кривизны должен соответствовать требованиям чертежа, а длина ролика должна соответствовать требованиям чертежа;
11) Поместите ролик, отшлифованный по сферической поверхности, на цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для точного шлифования внешнего круга; Используя спиральное направляющее колесо с тем же углом полуконуса, что и у готового ролика, наружная окружность большого конца ролика остается с допуском 0.04-0.08 мм после шлифования;
12) Установите ролик, который был тонко отшлифован в наружный круг, на цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для окончательной шлифовки наружного круга; Используйте спиральный направляющий круг с тем же углом полуконуса, что и готовый ролик, для окончательной шлифовки наружного круга. После окончательной шлифовки наружный круг ролика должен достичь размера, указанного на чертеже.
Принцип обработки настоящего изобретения заключается в следующем: холодная высадка заготовки в заготовку с малым углом наклона конуса в 4 градуса, затем использование нескольких различных углов спиральных направляющих колес для шлифования наружного диаметра ролика, постепенное шлифование угла наклона конуса ролика от меньшего к большему до требуемого угла, и, наконец, использование спирального направляющего колеса с тем же углом наклона, что и у готового ролика, для окончательного шлифования всей шлифовальной величины наружного круга ролика, образуя конический ролик с большим углом наклона конуса и отношением длины к диаметру менее 1.
Полезные эффекты настоящего изобретения заключаются в следующем: при использовании способа обработки настоящего изобретения внешняя поверхность ролика может быть равномерно обработана без таких дефектов, как трещины, прижоги и черная пленка, а точность обработки является высокой, что снижает шум сопрягаемых подшипников во время работы и увеличивает их срок службы.
Конкретный метод реализации
Способ обработки настоящего изобретения будет объяснен совместно с представленными вариантами осуществления следующим образом.
Пример 1
Модель обработанного конического ролика — 829234.
Угол полуконуса: 5 градусов 3 ′
Диаметр большой головки: 19,6 мм
Длина: 15,7 мм
Радиус кривизны сферической поверхности основания составляет 105 мм.
Метод обработки следующий:
1. Спроектировать структуру заготовки ролика в соответствии с углом полуконуса 4 градуса. После расчета диаметр большой головки заготовки составляет 20,1 мм, диаметр малой головки составляет 17,8 мм, а длина составляет 16,5 мм.
2. Спроектировать и изготовить формы для холодных опор в соответствии с проектным приблизительным углом конуса и конструктивными размерами.
3. Штамповка заготовок валков на холодновысадочных машинах с использованием спроектированных и изготовленных пресс-форм.
4. Поместите штампованную заготовку ролика на внешний цилиндрический бесцентровый шлифовальный станок для мягкой шлифовки внешнего круга. Используя 4-градусную спиральную направляющую шлифовку, диаметр головки ролика после мягкой шлифовки составляет 19,95 мм, с остаточным припуском 0.35 мм.
5. Установите ролик, прошедший первый круг мягкой шлифовки, на цилиндрический бесцентровый шлифовальный станок для второго круга мягкой шлифовки. Используя направляющее колесо со спиралью 5 градусов для второго круга мягкой шлифовки внешнего круга, диаметр головки ролика после шлифовки составляет 19,85 мм с остаточным припуском 0.25 мм.
6. Поместите мягкие шлифованные ролики в термическую печь для закалки и отпуска. Температура закалки составляет 830-840 градусов, а время выдержки составляет 40-60 минут; Температура отпуска составляет 150-160 градусов, а время выдержки составляет 2-2.5 часов. После этого выньте из печи и охладите до комнатной температуры.
7. Поместите закаленные и отпущенные ролики на внешний цилиндрический бесцентровый шлифовальный станок для грубой шлифовки внешнего круга. Используя 5-градусный 3-дюймовый спиральный направляющий круг для шлифования, внешний диаметр головки ролика после шлифования составляет 19,75 мм с остаточным припуском 0.15 мм.
8. Поместите грубо отшлифованный ролик на двухстороннюю шлифовальную машину, чтобы отшлифовать обе торцевые поверхности. Длина ролика после шлифования составляет 15,8 мм, с величиной шлифования 0.1 мм.
9. Поместите ролик, прошедший грубую шлифовку, на шаровую шлифовальную машину, чтобы отшлифовать поверхность шара, используя шлифовальный круг средней мягкости. После шлифования радиус сферической кривизны должен соответствовать требованиям чертежа, а длина ролика должна соответствовать требованиям чертежа.
10. Установите ролик, отшлифованный по сферической поверхности, на цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для точного шлифования внешнего круга. Используя спиральное направляющее колесо с тем же углом полуконуса, что и у готового ролика, наружный диаметр головки ролика после шлифования составляет 19,65 мм с остаточным припуском 0,05 мм.
11. Установите тонко отшлифованный ролик на цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для окончательной шлифовки внешнего круга. Используйте спиральный направляющий круг с тем же углом полуконуса, что и готовый ролик для окончательной шлифовки внешнего круга. После окончательной шлифовки внешний круг ролика должен достичь размера, указанного на чертеже.
Пример реализации 2
Модель обработанного конического ролика — 829748.
Угол полуконуса: 6 градусов 24 ′
Диаметр большой головки: 22,8 мм
Длина: 18,23 мм
Радиус кривизны сферической поверхности основания составляет 141 мм.
Метод обработки следующий:
1. Спроектировать структуру заготовки ролика в соответствии с углом полуконуса 4 градуса. После расчета диаметр большой головки заготовки составляет 23,4 мм, диаметр малой головки составляет 20,8 мм, а длина составляет 18,83 мм.
2. Проектирование и изготовление форм для холодного литья в соответствии с углом конуса и конструктивными размерами проектируемой заготовки.
3. Штамповка заготовок валков на холодновысадочных машинах с использованием спроектированных и изготовленных пресс-форм.
4. Поместите штампованную заготовку ролика на внешний цилиндрический бесцентровый шлифовальный станок для мягкой шлифовки внешнего круга. Используя 4-градусную спиральную направляющую шлифовку, диаметр головки ролика после мягкой шлифовки составляет 23,15 мм, с остаточным припуском 0.35 мм.
5. Установите ролик, прошедший первый круг мягкой шлифовки, на цилиндрический бесцентровый шлифовальный станок для второго круга мягкой шлифовки. Используя направляющее колесо со спиралью в 5 градусов для второго круга мягкой шлифовки внешнего круга, диаметр головки ролика после шлифовки составляет 23,05 мм с остаточным припуском 0,25 мм.
6. Поместите мягкие шлифованные ролики в термическую печь для закалки и отпуска. Температура закалки составляет 830-840 градусов, а время выдержки составляет 40-60 минут; Температура отпуска составляет 150-160 градусов, а время выдержки составляет 2-2.5 часов. После этого выньте из печи и охладите до комнатной температуры.
7. Поместите закаленные и отпущенные ролики на внешний цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для грубой шлифовки внешнего круга. Используя 6-градусный спиральный направляющий круг для шлифования, внешний диаметр головки ролика после шлифования составляет 22,95 мм с остаточным припуском 0.15 мм.
8. Поместите грубо отшлифованный ролик на двухстороннюю шлифовальную машину, чтобы отшлифовать обе торцевые поверхности. Длина ролика после шлифования составляет 18,33 мм, с величиной шлифования 0.1 мм.
9. Установите ролик, прошедший двойную шлифовку торцов, на цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для повторной грубой шлифовки внешнего круга. Используя спиральный направляющий круг с тем же углом полуконуса, что и у готового ролика, наружный диаметр большего конца ролика после шлифования составляет 22,89 мм, с зазором 0,09 мм.
10. Поместите ролик, прошедший грубую шлифовку, на шаровую шлифовальную машину для шлифования поверхности шара. Используйте шлифовальный круг средней мягкости. После шлифования радиус сферической кривизны должен соответствовать требованиям чертежа, а длина ролика должна соответствовать требованиям чертежа.
11. Установите ролик, отшлифованный по сферической поверхности, на цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для точного шлифования внешнего круга. Используя спиральное направляющее колесо с тем же углом полуконуса, что и готовый ролик, наружный диаметр большого конца ролика после шлифования составляет 22,84, с зазором 0.04 мм.
12. Установите тонко отшлифованный ролик на цилиндрический бесцентрово-шлифовальный станок для окончательной шлифовки внешнего круга. Используйте спиральный направляющий круг с тем же углом полуконуса, что и готовый ролик для окончательной шлифовки внешнего круга. После окончательной шлифовки внешний круг ролика должен достичь размера, указанного на чертеже.
2024 2 августаРекомендации по продукту Week WBM:
Вырубные штампы,Пунш:
WBM производит конические роликовые штампы с высокой эффективностью и автоматизацией. Валки формируются на одном автоматическом холодновысадочном прессе и подаются, разрезаются и продавливаются в штампе за пять этапов.
Мы можем изготовить конические роликовые штампы различных типов и размеров с гарантией качества, включая: комбинированный пуансон, наружную гильзу, лезвие, комбинированный пуансон, подающий цилиндр, комбинированные штампы, двухслойную гильзу, вставку.
https://www.w-bm.com/products/Taper-roller-cold-heading-dies/Heading-dies,Punch/400.html
