Abstrakt
Den foreliggende opfindelse beskriver en fremstillingsmetode til en højhastigheds- og højpræcisions CNC-værktøjsmaskine, der bærer en speciel stålkugle, som anvender følgende trin: stålkuglens kolde overskrift anvender en ærmeskæring, formning og koldgående multistation højhastigheds kold overskrift metode til at behandle emnet; Den grove bearbejdning anvender den store cyklus fotosfæreproces; Vedtagelse af en kontinuerlig tromleovn til kontrollerbar atmosfæreslukning, koldbehandling og tempereringsbehandling med automatisk kontrol af kulstofpotentiale; Anvendelse af frekvensomdannelseshastighedsregulering med flerpladestruktur til overfladeforstærkning; Hård slibning vedtager keramisk slibeskive stor cyklus proces til forarbejdning; Efter den indledende forskning vil dobbelt rullesortering blive vedtaget; Udfør fotoelektrisk hvirvelstrømstest efter præcisionsforskning; Udfør ultrapræcisionsbearbejdning efter ældningsbehandling; Optoelektronisk detektion efter ultrapræcisionsforskning. Diametervariationen af stålkuglen, der er behandlet og fremstillet ved den foreliggende opfindelse, er mindre end 0.07 μm, rundheden er mindre end 0.05 μm , sfærisk fejl er mindre end 0,05 μm, overfladeruhed Ra er mindre end 0,007 μm, variation i kuglebatchdiameter er mindre end 0,09 μm, og dmn-værdien af lejet efter at stålkuglen er samlet er større end 2,5 × 106 mm · r/min.
Beskrivelse
Produktionsmetode for specielle stålkugler til lejer i højhastigheds- og højpræcisions CNC-værktøjsmaskiner
teknisk område
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af stålkugler, især en fremgangsmåde til fremstilling af en højhastigheds- og højpræcis CNC-værktøjsmaskine, der bærer en specialstålkugle.
Baggrundsteknologi
På nuværende tidspunkt hører lejerne til præcisions- og højhastigheds-CNC-værktøjsmaskiner til højpræcisions- og højteknologiske lejesorter med højt teknisk indhold og vanskelig udvikling. I øjeblikket er de fleste af dem afhængige af import, hvilket alvorligt begrænser lokaliseringsprocessen af præcisions- og højhastigheds-CNC-værktøjsmaskiner og er blevet en nøglekomponent, der omgående skal erstatte import. Lejer består hovedsageligt af fire dele: stålkugler, indre og ydre ringe og holdere. Blandt de fire hovedkomponenter i lejer er stålkugler det svageste led, og stålkuglers overfladestruktur påvirker direkte lejernes levetid. Påvirkningsraten på lejevibrationer og støj er over 60 %, og mere end 80 % af lejefejl skyldes svigt af stålkugler.
På nuværende tidspunkt er der ikke meget forskel på enkeltpartikels geometriske nøjagtighed, såsom ruhed og rundhed mellem Kinas stålkugler og udenlandske højpræcisions stålkugler gennem test. Der er dog en væsentlig forskel på vibrations- og støjværdierne for lejer efter montering. Denne forskel skyldes ikke kun forskelle i råmaterialer, men også af forskelle i varmebehandlingsniveauer og stålkugleformningsprocesser, hvilket resulterer i forskellige arbejdsforhold for stålkugler i lejer, hvilket har en betydelig indvirkning på lejevibrationer, støj og service. liv.
Den traditionelle produktionsproces af stålkugler vedtager generelt processer såsom kold overskrift, let kugle, bratkølings- og tempereringsbehandling, hård slibning, indledende forskning og præcisionsforskning, men den kan stadig ikke opfylde kravene til højhastigheds- og højpræcisions CNC-maskine værktøj med specielle stålkugler.
resumé af opfindelsen
Formålet med den foreliggende opfindelse er at overvinde manglerne ved den eksisterende teknologi og tilvejebringe en produktionsmetode til højhastigheds- og højpræcisions CNC-værktøjslejer dedikerede stålkugler. Metoden har en enkel proces, og de fremstillede stålkugler kan opfylde kravene i de tekniske betingelser for fine stålkugler af rullelejer.
For at opnå de ovennævnte formål anvender den foreliggende opfindelse følgende tekniske løsning:
En højhastigheds- og højpræcision CNC-værktøjsmaskine med en specialiseret stålkugleproduktionsmetode med følgende trin:
(1) Stålkugle kold overskrift, ved hjælp af multi-station højhastigheds kold overskrift metode til at behandle emner;
(2) Groft bearbejdning ved hjælp af fotosfæreteknologi med stor cyklus;
(3) Varmebehandling ved hjælp af kontinuerlig tromleovnsstyret atmosfæreslukning, koldbehandling, tempereringsbehandling og automatisk kontrol af kulstofpotentiale;
(4) Overfladeforstærkning ved hjælp af frekvensomdannelseshastighedsregulering og flerpladestruktur til overfladeforstærkning;
(5) Hård slibning, behandlet ved hjælp af keramisk slibeskive stor cyklus teknologi;
(6) Forundersøgelser, efterfulgt af brugen af dobbelt rullesortering;
(7) Præcisionsforskning efterfulgt af fotoelektrisk hvirvelstrømstest;
(8) Rettidig bearbejdning efterfulgt af ultrapræcisionsbearbejdning;
(9) Fotoelektrisk inspektion, efter ultrapræcisionsslibning, bruger et fotoelektrisk udseende instrument til at opdage overfladefejl på stålkuglen.
I trin (1) skæres den bærende ståltråd først i sektioner ved hjælp af en bøsningsskæremetode, derefter formes sektionerne, og til sidst sønderdeles sektionerne til stålkugleemner.
I trin (2) er bearbejdningsmængden for hver bil 1000-1200Kg, og filing og slibning udføres separat; For det første anvendes arkiveringsprocessen for at eliminere ringen og polære grater, og derefter udføres slibningsprocessen. Bearbejdningshastigheden er 90-130r/min, trykket er 100-200KN, og formalingsmængden er 0.15-0.20 mm.
I trin (3) anvendes en kontinuert tromleovn-nitrogenbaseret kontrollerbar atmosfære til bratkøling, og bratkølingsmediet er hurtig bratkølende olie. Efter bratkøling udføres koldbehandling, og til sidst tempereringsbehandling. Afkølingsopvarmningstemperaturen er 830-850 grader, bratkølingsmedietemperaturen er 60-80 grad, koldbehandlingstemperaturen er 6-8 grader, og tempereringstemperaturen er 140-160 grader. Atmosfæren er nitrogen+propan+methanol (nitrogen 8-10m3/h, propan 0-300L/h automatisk kontrol, methanol 1-2.5L/h).
I trin (4) er pladehastigheden 160-200r/min, tromlehastigheden er 8-12r/min, overfladehårdheden efter forstærkning er HRC62-63.5, og derefter anløbning behandlingen udføres ved en tempereringstemperatur på 140-150 grad.
Den indledende slibning i trin (6) udføres på en vertikal slibemaskine ved hjælp af en 2000 # harpiksslibeskive med en behandlingshastighed på 10-30r/min og et tryk på 2-4KN; Den dobbelte rullesortering anvender inspektionsmetoden for stålkuglestørrelsen, hvor de dobbelte ruller er arrangeret i en skrå fordeling. I henhold til forskellige produktspecifikationer justeres den tilsvarende afstand og hældningsvinkel for at klassificere og vælge kvalificerede produkter, størrelser med større eller mindre specifikationer.
Præcisionsslibningen i trin (7) udføres på en vertikal slibemaskine ved hjælp af en 4000 # harpiksslibeskive med en behandlingshastighed på 10-20r/min og et tryk på 1-3KN; Fotoelektrisk hvirvelstrømstestning bruger tre sonder, nemlig fotoelektrisk, hvirvelstrøm og vibration, til synkront at detektere overflade- og interne defekter af stålkugler.
Ældningsbehandlingen i trin (8) anvender en maskebåndsovn til kunstig ældning med en temperatur på 120-150 grader for at eliminere resterende spænding og forbedre dimensionsnøjagtigheden; Ultrapræcisionsslibning behandles på en vertikal slibemaskine uden tilsætning af slibemidler. Den bruger en 6000 # harpiksslibeskive og vandbaseret præcisionsslibevæske med en behandlingshastighed på 10-15r/min og et tryk på 0.8-1KN.
Den vandbaserede slibevæske anvendes til forarbejdning i trin (2) og (5); I trin (6) og (7) blev diamantmikropulver blandet med vandig poleringsopløsning (150-500 gram diamantmikropulver blev tilsat pr. kilogram vandig poleringsopløsning) som slibemiddel.
De gavnlige virkninger af den foreliggende opfindelse er: diametervariationen af stålkuglen behandlet af den foreliggende opfindelse er mindre end {{0}}.07 μm, rundheden er mindre end {{ 6}}.05 μm, den sfæriske fejl er mindre end 0,05 μm, overfladeruheden Ra er mindre end 0,007 μm, diametervariationen af kuglepartiet er mindre end 0,09 μm, og dmn-værdien af lejet efter at stålkuglen er samlet er større end 2,5X106mm · r/min.
Procesruten, som den foreliggende opfindelse anvender, er baseret på den eksisterende stålkuglebearbejdningsteknologi ved at analysere de relevante faktorer, der påvirker stålkuglens præcision, levetid og højhastighedsydelsesindeks (dmn) ved at vælge pålidelige og rimelige procesmetoder og rimeligt procesudstyr til at forbedre fremstillingsnøjagtigheden, levetiden og højhastighedsydelsen af stålkuglen
Specifikke implementeringsmetoder
Det følgende vil yderligere forklare den foreliggende opfindelse i forbindelse med udførelsesformer.
Eksempel 1: Tager man fremstillingsprocessen for 3,969 mm (5/32) stålkugler som eksempel, er stålkuglernes materiale GCr15.
Stålkugle kold overskrift: brug af en ærme til at skære den lejede ståltråd på en højhastigheds kold kurs maskine; Form derefter materialesektionen og fjern grater; Fortsæt derefter med kold overskrift. Ved at anvende en kold kursmetode med flere stationer behandles 700 emner i minuttet med en størrelse på 4,27 mm.
(2) Groft bearbejdning
Ved at anvende fotosfæreprocessen med stor cirkulation og vandbaseret slibevæskebehandling med en behandlingskapacitet på 1000 kg, er det første trin at bruge arkiveringsprocessen til at fjerne ringen og polære grater og derefter rotere drejebænken for slibebearbejdning. Bearbejdningshastighed på 90r/min, tryk på 100KN, slibemængde på 0,18 mm.
(3) Varmebehandling
Kontinuerlig tromleovn bruges til nitrogenbaseret, kontrollerbar atmosfæreslukning, med hurtig quenching olie som quenching medium. Efter quenching gennemgår den en koldbehandling og til sidst tempereringsbehandling. Slukningsvarmetemperatur på 830 grader, bratkølingsmediumtemperatur på 70 grader, koldbehandlingstemperatur på 7 grader, tempereringstemperatur på 160 grader, atmosfære af nitrogen+propan+methanol (nitrogen 8m3/h, propan 0-300L/h automatisk kontrol, methanol 2L/h), bratkølende koldbehandling tempererende produktionslinje.
(4) Overfladeforstærkning
Anvendelse af variabel frekvenshastighedsregulering med multipladestruktur til overfladeforstærkning, pladehastigheden er 160r/min, tromlehastigheden er 8r/min, og overfladehårdheden efter forstærkning er HRC62-63.5. Udfør derefter tempereringsbehandling med en tempereringstemperatur på 140 grader.
(5) Hård slibning
Hård slibning anvender keramisk slibeskive med stor cyklusteknologi, behandlet med vandbaseret slibevæske, med en slibemængde på 0,09 mm.
(6) Forundersøgelser
Indledende slibning udføres på en lodret slibemaskine med en blanding af diamantmikropulver og vandbaseret præcisionsslibevæske som slibemiddel (150 gram diamantmikropulver pr. kg vandbaseret præcisionsslibevæske), 2000 # harpiksslibning hjul, behandlingshastighed på 15r/min og tryk på 2KN.
(7) Dobbelt rullesortering
Den dobbelte rullesortering anvender inspektionsmetoden for stålkuglestørrelsen, hvor de dobbelte ruller er arrangeret i en skrå fordeling. Kvalificerede produkter, størrelser med større eller mindre værdier klassificeres og udvælges.
(8) Præcisionsforskning
Forslibning udføres på en lodret slibemaskine med en blanding af diamantmikropulver og vandbaseret præcisionsslibevæske som slibemiddel (150 gram diamantmikropulver pr. kg vandbaseret præcisionsslibevæske), 4000 # harpiksslibning hjul, behandlingshastighed på 15r/min og tryk på 1KN.
(9) Fotoelektrisk hvirvelstrømstest
Synkron detektering af overflade- og indre defekter af stålkugler ved hjælp af tre sonder: fotoelektrisk, hvirvelstrøm og vibration.
(10) Rettidig behandling
Brug af en mesh-bælte-tempereringsovn til kunstig ældning ved en temperatur på 120 grader for at eliminere resterende stress og forbedre dimensionsnøjagtigheden.
(11) Ultrapræcisionsforskning
Udfør indledende slibning på en lodret slibemaskine uden at tilsætte slibemiddel ved at bruge 6000 # harpiksslibeskive og vandbaseret præcisionsslibevæske. Behandlingshastighed på 10r/min, tryk på 0,8KN.
(12) Optoelektronisk inspektion
Brug af en fotoelektrisk udseendemåler til at detektere overfladefejl på stålkugler.
Eksempel 2: Tager man fremstillingsprocessen for 5,953 mm (15/64) stålkugler som eksempel, er stålkuglernes materiale GCr15.
Stålkugle kold overskrift: brug af en ærme til at skære den lejede ståltråd på en højhastigheds kold kurs maskine; Form derefter materialesektionen og fjern grater; Fortsæt derefter med kold overskrift. Vedtagelse af multistations kold overskriftsmetode, behandler 600 emner i minuttet, med blankstørrelse
(2) Groft bearbejdning
Ved at anvende fotosfæreprocessen med stor cirkulation og vandbaseret slibevæskebehandling med en forarbejdningskapacitet på 1100 kg, er det første trin at bruge arkiveringsprocessen til at fjerne ringen og polære grater og derefter rotere drejebænken for slibebearbejdning. Bearbejdningshastighed 130r/min, tryk 150KN, slibemængde 0,15mm.
Varmebehandling
Kontinuerlig tromleovn bruges til nitrogenbaseret, kontrollerbar atmosfæreslukning, med hurtig quenching olie som quenching medium. Efter quenching gennemgår den en koldbehandling og til sidst tempereringsbehandling. Slukningsvarmetemperatur 845 grader, bratkølingsmiddeltemperatur 60 grader, koldbehandlingstemperatur 8 grader, tempereringstemperatur 140 grader, atmosfære af nitrogen+propan+methanol (nitrogen 9m3/h, propan 0-300L/h automatisk kontrol, methanol 1L /h), bratkølende koldbehandling tempererende produktionslinje.
(4) Overfladeforstærkning
Anvendelse af variabel frekvenshastighedsregulering med multipladestruktur til overfladeforstærkning, pladehastigheden er 180r/min, tromlehastigheden er 10r/min, og overfladehårdheden efter forstærkning er HRC62-63.5. Udfør derefter tempereringsbehandling med en tempereringstemperatur på 140 grader.
(5) Hård slibning
Hård slibning anvender keramisk slibeskive med stor cyklusteknologi, behandlet med vandbaseret slibevæske, med en slibemængde på 0,09 mm.
(6) Forundersøgelser
Forslibning udføres på en lodret slibemaskine med en blanding af diamantmikropulver og vandbaseret præcisionsslibevæske som slibemiddel (400 gram diamantmikropulver pr. kg vandbaseret præcisionsslibevæske), 2000 # harpiksslibning hjul, behandlingshastighed på 25r/min og tryk på 3KN.
(7) Dobbelt rullesortering
Den dobbelte rullesortering anvender inspektionsmetoden for stålkuglestørrelsen, hvor de dobbelte ruller er arrangeret i en skrå fordeling. Kvalificerede produkter, størrelser med større eller mindre værdier klassificeres og udvælges.
(8) Præcisionsforskning
Forslibning udføres på en lodret slibemaskine med en blanding af diamantmikropulver og vandbaseret præcisionsslibevæske som slibemiddel (200 gram diamantmikropulver pr. kg vandbaseret præcisionsslibevæske), 4000 # harpiksslibning hjul, behandlingshastighed på 15r/min og tryk på 2,5KN.
(9) Fotoelektrisk hvirvelstrømstest
Synkron detektering af overflade- og indre defekter af stålkugler ved hjælp af tre sonder: fotoelektrisk, hvirvelstrøm og vibration.
(10) Rettidig behandling
Brug af en mesh-bælte-tempereringsovn til kunstig ældning ved en temperatur på 135 grader for at eliminere resterende stress og forbedre dimensionsnøjagtigheden.
(11) Ultrapræcisionsforskning
Udfør indledende slibning på en lodret slibemaskine uden at tilsætte slibemiddel ved at bruge 6000 # harpiksslibeskive og vandbaseret præcisionsslibevæske. Behandlingshastighed på 12r/min, tryk på 0,9KN.
(12) Optoelektronisk inspektion
Brug af en fotoelektrisk udseendemåler til at detektere overfladefejl på stålkugler.
Eksempel 3: Tager man fremstillingsprocessen af 6,747 mm (17/64) stålkugler som eksempel, er stålkuglernes materiale GCr15.
(1) Stålkugle kold overskrift: brug af en ærme til at skære den lejede ståltråd på en højhastigheds kold kurs maskine; Form derefter materialesektionen og fjern grater; Fortsæt derefter med kold overskrift. Vedtagelse af multistations kold overskriftsmetode, behandler 600 emner i minuttet, med blankstørrelse.
(2) Groft bearbejdning
Ved at anvende fotosfæreprocessen med stor cirkulation og vandbaseret slibevæskebehandling med en behandlingskapacitet på 1200 kg, er det første trin at bruge arkiveringsprocessen til at fjerne ringen og polære grater og derefter rotere drejebænken for slibebearbejdning. Bearbejdningshastighed på 110r/min, tryk på 200KN, slibemængde på 0,20mm.
(3) Varmebehandling
Kontinuerlig tromleovn bruges til nitrogenbaseret, kontrollerbar atmosfæreslukning, med hurtig quenching olie som quenching medium. Efter quenching gennemgår den en koldbehandling og til sidst tempereringsbehandling. Slukningsvarmetemperatur på 850 grader, bratkølingsmediumtemperatur på 80 grader, koldbehandlingstemperatur på 6 grader, tempereringstemperatur på 150 grader, atmosfære af nitrogen+propan+methanol (nitrogen 10m3/h, propan 0-300L/h automatisk kontrol, methanol 2,5L/t), bratkølende koldbehandling tempererende produktionslinje.
(4) Overfladeforstærkning
Anvendelse af variabel frekvenshastighedsregulering med multipladestruktur til overfladeforstærkning, pladehastigheden er 200r/min, tromlehastigheden er 12r/min, og overfladehårdheden efter forstærkning er HRC62-63.5. Udfør derefter tempereringsbehandling med en tempereringstemperatur på 150 grader.
(5) Hård slibning
Hård slibning anvender keramisk slibeskive med stor cyklusteknologi, behandlet med vandbaseret slibevæske, med en slibemængde på 0,09 mm.
(6) Forundersøgelser
Forslibning udføres på en lodret slibemaskine med en blanding af diamantmikropulver og vandbaseret præcisionsslibevæske som slibemiddel (500 gram diamantmikropulver pr. kg vandbaseret præcisionsslibevæske), 2000 # harpiksslibning hjul, behandlingshastighed, 30r/min, og tryk på 4KN.
(7) Dobbelt rullesortering
Den dobbelte rullesortering anvender inspektionsmetoden for stålkuglestørrelsen, hvor de dobbelte ruller er arrangeret i en skrå fordeling. Kvalificerede produkter, størrelser med større eller mindre værdier klassificeres og udvælges.
(8) Præcisionsforskning
Indledende slibning udføres på en lodret slibemaskine med en blanding af diamantmikropulver og vandbaseret præcisionsslibevæske som slibemiddel (500 gram diamantmikropulver pr. kg vandbaseret præcisionsslibevæske), 4000 # harpiksslibning hjul, behandlingshastighed på 20r/min og tryk på 3KN.
(9) Fotoelektrisk hvirvelstrømstest
Synkron detektering af overflade- og indre defekter af stålkugler ved hjælp af tre sonder: fotoelektrisk, hvirvelstrøm og vibration.
(10) Rettidig behandling
Brug af en mesh-bælte-tempereringsovn til kunstig ældning ved en temperatur på 150 grader for at eliminere resterende stress og forbedre dimensionsnøjagtigheden.
(11) Ultrapræcisionsforskning
Udfør forslibning på en lodret slibemaskine uden at tilsætte slibemiddel ved at bruge 6000 # harpiksslibeskive og vandbaseret præcisionsslibevæske. Behandlingshastighed på 10r/min, tryk på 1KN.
(12) Optoelektronisk inspektion
Brug af en fotoelektrisk udseendemåler til at detektere overfladefejl på stålkugler.
2024 1. juliUge WBM-produktanbefaling:
SteelBalleCgammelHedingTOOLS:
I stålkuglens kold heading-proces, efter at stangstængerne er skåret til søjleformede emner, gnides to ender af de søjleformede emner og skæres i omvendte engle eller runde vinklede former, og derefter overføres emnerne til en kold heading-mekanisme for at blive ledes ind i stålkugle råstøbt; en råemne-gnide- og skæremekanisme er desuden anbragt på den tilsvarende koldskæringsmaskine. Kvaliteten og berettigelsesgraden af stålkuglens råstøbning kan forbedres, og fremstillingsomkostningerne deraf kan reduceres. Ydermere, da formene af emnerne, der kommer ind i koldsmedningsmekanismen, er regelmæssige, er spændingen fra den kolde skæringsmekanisme ens i stanseprocessen, således at levetiden for koldsmedningsmatricer forlænges.
