特種轉盤軸承的制造

特種轉盤軸承屬于超薄壁的大型外帶齒四點接觸球軸承。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)表面處理技術進行強化處理，氮碳共滲在軸承加工方面屬于新工藝。其三，在結構上，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，為了實現(xiàn)大的傳動比，齒輪機構采用切向、徑向雙變位的大直徑小模數(shù)斜齒輪機構——該機構采用的是某高校在齒輪研究方面的國家專利技術等。此外，該軸承在工作時需要準確分度，等分精度和旋轉精度要求高.

該軸承外形尺寸大，壁薄，精度難以控制更大的難點在于經(jīng)過鹽浴氮碳共滲處理后，不能象常規(guī)產(chǎn)品那樣通過機加工的方法來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，時間約3小時。560℃相當于高
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，不允許進一步加工，進一步的加工會使硬化層變得更淺從而失去強化作用。因此軸承經(jīng)560℃氮碳共滲處理后，不進行機加工而控制住其變形量，是工藝上的一大難點。

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。經(jīng)過反復論證，確定以高于氮碳共滲的溫度附加回火。因為高于此溫度回火，一方面可以消除粗磨時產(chǎn)生的內(nèi)應力，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。試驗證明，所定措施是得當?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。因為真空爐加熱平穩(wěn)，產(chǎn)生的熱應力小；溫度控制準確，可以精確到正負1℃；真空爐中工件的表面不會產(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，外圓、孔、厚度各留余量大至(1．9-2．1)mm。即使如此，真空爐中調質后，工件產(chǎn)生較嚴重的扭曲變形，兩平面磨削后無法保證尺寸精度及平行度和平面度。分析原因是車加工時單件裝夾，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，結構上采用切向、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級精度，齒輪加工難度較大。首先，要弄清設計者的設計意圖。其次，選擇合理的加工方案。為了保證精度，設計制造了專用夾具，從裝夾、找正、刀具、加工到檢測，都提出了明確要求。

由于大齒輪外徑大、模數(shù)小，常規(guī)的齒輪檢測儀器無法檢測。為了驗證大齒輪齒部精度先用齒厚卡尺測出齒輪固定弦齒厚，再用自制測頭和夾具，通過檢測齒輪的徑向跳動，間接測量齒輪的精度。方法是：軸承裝配后，固定軸承內(nèi)圈不動，轉動外圈，將自制的球形測頭逐一插入齒槽中，通過百分表讀出每個齒槽中的最小值，一圈齒中讀數(shù)的相互差值，便是需要的能間.

特種轉盤軸承的研制，是通過工藝實驗、冷加工和熱加工有機結合來完成高精度、高難度機械產(chǎn)品制造的一次有益的嘗試。當然，也存在一些問題，如由于條件所限，氮碳共滲后的有些參數(shù)未達到理想狀態(tài)等，今后尚待進一步改進。

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