特種轉(zhuǎn)盤軸承的制造

特種轉(zhuǎn)盤軸承屬于超薄壁的大型外帶齒四 點(diǎn)接觸球軸承。同常規(guī)軸承相比，有眾多特殊性。其一，該軸承材料選用38CrMoAIA， 38CrMoAIA屬于氮化鋼而非軸承常用材料，其冷、熱加工工藝有待于探索。其二，為了提高承載力和耐磨性，軸承表面采用氮碳共滲(即軟氮化)表面處理技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化處理，氮碳共滲在軸承加工方面屬于新工藝。其三，在結(jié)構(gòu)上，該軸承外形尺寸大、壁薄。為了減輕軸承重量和減小軸向尺寸，外徑大而軸向壁薄——最大外徑尺寸接近似00mm，而多處壁厚為7mm，最大壁厚僅為13ram(如圖1)。其四，為了實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比，齒輪機(jī)構(gòu)采用切向、徑向雙變位的大直徑小模數(shù)斜齒輪機(jī)構(gòu)——該機(jī)構(gòu)采用的是某高校在齒輪研究方面的國(guó)家專利技術(shù)等。此外，該軸承在工作時(shí)需要準(zhǔn)確分度，等分精度和旋轉(zhuǎn)精度要求高.

該軸承外形尺寸大，壁薄，精度難以控制更大的難點(diǎn)在于經(jīng)過(guò)鹽浴氮碳共滲處理后，不能象常規(guī)產(chǎn)品那樣通過(guò)機(jī)加工的方法來(lái)控制零件的尺寸精度和形位精度。鹽浴氮碳共滲溫度為560℃左右，時(shí)間約3小時(shí)。560℃相當(dāng)于高
溫回火的溫度，在此溫度金屬易因內(nèi)部組織發(fā)生變化和內(nèi)應(yīng)力重新分布而產(chǎn)生較大變形。共滲硬化層深度不大于0．2，不允許進(jìn)一步加工，進(jìn)一步的加工會(huì)使硬化層變得更淺從而失去強(qiáng)化作用。因此軸承經(jīng)560℃氮碳共滲處理后，不進(jìn)行機(jī)加工而控制住其變形量，是工藝上的一大難點(diǎn)。

如前所述，軸承經(jīng)560℃氮碳共滲處理后,控制其變形量，是工藝上的一大難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，確定以高于氮碳共滲的溫度附加回火。因?yàn)楦哂诖藴囟然鼗穑环矫婵梢韵帜r(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，另一方面可以減少內(nèi)部組織變化從而增加尺寸穩(wěn)定性。試驗(yàn)證明，所定措施是得當(dāng)?shù)模脊矟B前后尺寸精度、圓度、平行度等變化量均不大于0．01mm。對(duì)于常規(guī)附加回火溫度不高于180℃，理論上和觀念上是一種突破。

為了減少熱處理變形，軸承的熱處理選用真空爐淬火和回火。因?yàn)檎婵諣t加熱平穩(wěn)，產(chǎn)生的熱應(yīng)力小；溫度控制準(zhǔn)確，可以精確到正負(fù)1℃；真空爐中工件的表面不會(huì)產(chǎn)生氧化等。

第-#b圈屬于薄壁套。加工中最易產(chǎn)生變形。粗車時(shí)，外圓、孔、厚度各留余量大至(1．9-2．1)mm。即使如此，真空爐中調(diào)質(zhì)后，工件產(chǎn)生較嚴(yán)重的扭曲變形，兩平面磨削后無(wú)法保證尺寸精度及平行度和平面度。分析原因是車加工時(shí)單件裝夾，夾緊力作用在工件上，因夾緊

該軸承齒輪齒形基本參數(shù)選用非標(biāo)，結(jié)構(gòu)上采用切向、徑向雙變位；齒輪模數(shù)為2，大齒輪齒數(shù)為180，小齒輪齒數(shù)為8，大、小齒輪齒數(shù)相差懸殊，且小齒輪齒數(shù)偏小；再加上為斜齒輪，7級(jí)精度，齒輪加工難度較大。首先，要弄清設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。其次，選擇合理的加工方案。為了保證精度，設(shè)計(jì)制造了專用夾具，從裝夾、找正、刀具、加工到檢測(cè)，都提出了明確要求。

由于大齒輪外徑大、模數(shù)小，常規(guī)的齒輪檢測(cè)儀器無(wú)法檢測(cè)。為了驗(yàn)證大齒輪齒部精度先用齒厚卡尺測(cè)出齒輪固定弦齒厚，再用自制測(cè)頭和夾具，通過(guò)檢測(cè)齒輪的徑向跳動(dòng)，間接測(cè)量齒輪的精度。方法是：軸承裝配后，固定軸承內(nèi)圈不動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)外圈，將自制的球形測(cè)頭逐一插入齒槽中，通過(guò)百分表讀出每個(gè)齒槽中的最小值，一圈齒中讀數(shù)的相互差值，便是需要的能間.

特種轉(zhuǎn)盤軸承的研制，是通過(guò)工藝實(shí)驗(yàn)、冷加工和熱加工有機(jī)結(jié)合來(lái)完成高精度、高難度機(jī)械產(chǎn)品制造的一次有益的嘗試。當(dāng)然，也存在一些問(wèn)題，如由于條件所限，氮碳共滲后的有些參數(shù)未達(dá)到理想狀態(tài)等，今后尚待進(jìn)一步改進(jìn)。