精密軸承中的陶瓷球軸承我們都是用過(guò)，下面我們簡(jiǎn)單了解一下陶瓷球的滾動(dòng)體是如何制造加工的。
對(duì)于軸承用陶瓷球 ,要求具有很高的形狀精 度、尺寸精度、表面質(zhì)量和材料特性 。由于陶瓷材 料硬度高, 與金屬相比脆性較大, 加工困難 ,且加 工時(shí)易在材料表面產(chǎn)生裂紋等表面缺陷 ,在軸承 運(yùn)轉(zhuǎn)中引起陶瓷球碎裂、早期疲勞而使軸承失效。 所以加工陶瓷球最重要的是必須始終保持球表面 不出現(xiàn)損傷 ,只有在加工工藝參數(shù)與陶瓷球材料 的特性相匹配時(shí), 才能在保證質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性的前 提下進(jìn)行加工工藝的改進(jìn) 。
1 陶瓷球加工的技術(shù)難點(diǎn) 由于陶瓷球材料硬度高達(dá) 1 600 HV 以上 ,是 鋼球硬度的兩倍 ,因此,鋼球的加工工藝和磨料不 適合陶瓷球加工 。陶瓷球加工存在如下主要問(wèn)題:陶瓷球表面能低 ,研磨介質(zhì)和磨料附著性差, 影響陶瓷球加工效率 、球表面粗糙度和加工球批 直徑變動(dòng)量;陶瓷球在研磨盤溝道中自轉(zhuǎn)性差 ,影 響陶瓷球的加工精度特別是球形誤差 ;因現(xiàn)有加 工設(shè)備是基于鋼球加工設(shè)計(jì)制造的, 需對(duì)其進(jìn)行 改造;磨料種類和研磨板及其技術(shù)條件要進(jìn)行合 理選擇;批量加工工藝參數(shù)要進(jìn)行優(yōu)化 。
加工陶瓷球的技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)是 :
提高研磨介質(zhì)及磨 料的附著能力。
提高陶瓷球的自轉(zhuǎn)性能。
批量加工工藝參數(shù)的優(yōu)化確定。
批量加工在 線檢測(cè)和質(zhì)量控制。
2 陶瓷球加工方法 陶瓷球的加工工序一般分為 :粗磨、精磨、初 研和精研四道工序。粗磨工序要完成陶瓷毛坯球 加工留量 95 %的加工量 ,是影響陶瓷球加工效率 的關(guān)鍵工序 ,需在保證陶瓷球加工質(zhì)量的前提下 盡量提高加工速度 ;精磨工序的目的是進(jìn)一步改 善由于粗磨造成的表面加工缺陷, 提高陶瓷球的 表面質(zhì)量和精度;初研工序的目的是改善陶瓷球 的精度和表面質(zhì)量 , 使陶瓷球的精度基本達(dá)到成 品球的要求 ;精研工序的目的是改善陶瓷球的表 面質(zhì)量和精度 ,使陶瓷球達(dá)到成品球的精度要求。
2 .1 陶瓷球循環(huán)加工方法 本方法分粗磨加工和研磨加工 ,研磨加工又 包括初研和精研。 陶瓷球粗磨加工在循環(huán)機(jī)床上進(jìn)行, 所用砂 輪為金剛石砂輪, 研磨盤材料采用高硬(HB > 220)鑄鐵。粗磨加工后陶瓷球表面粗糙度 Ra 為 1 .98 μm, 球形誤差高達(dá) 72 .5 μm ,粗磨后陶瓷球表 面粗糙。 初研加工采用碳化硅 、碳化硼 、剛玉和人造金 剛石磨料, 精研采用氧化鉻 、氧化鐵 、人造金剛石 微粉磨料;研磨盤采用鑄鐵盤, 硬度為 140 ～ 220 HB 。嚴(yán)格選擇磨料的粒度 、種類、形狀、濃度及破 碎特性,研磨液由煤油、脂 、機(jī)油、蠟和水基乳化劑 的混合液組成 ,控制研磨液的粘度 、承載特性及各 種添加劑的含量 。同時(shí)控制溫度、壓力和轉(zhuǎn)速等 工藝參數(shù)。精研后的陶瓷球表面粗糙度為 0 .008 μm ,球形誤差 0 .08 μm 。 該方法可實(shí)現(xiàn)陶瓷球批量穩(wěn)定加工, 易于進(jìn) 行工業(yè)化生產(chǎn)和質(zhì)量控制 ,是陶瓷球加工技術(shù)的 發(fā)展方向 。
 高精度陶瓷球批量加工技術(shù) 洛陽(yáng)軸承研究所通過(guò)陶瓷球研磨機(jī)理的研 究,研制開發(fā)出陶瓷加工專用復(fù)合磨料和復(fù)合研 · 9 · 《軸承》 2002.№ .3 磨液 ,以適應(yīng)陶瓷球的加工,有效提高了研磨介質(zhì) 和磨料對(duì)陶瓷球的附著能力和研磨效率 。所加工 陶瓷球規(guī)格從 1 ～ 34 mm ,精度為G5 級(jí)、G10 級(jí), 加工批量為萬(wàn)粒級(jí)。
 3 .1 陶瓷球粗磨加工技術(shù) 陶瓷球的粗磨加工是陶瓷球加工的第一道工 序,需去除陶瓷球留量的 95 %, 材料去除量大 ,要 求加工效率高, 同時(shí)注意加工表面質(zhì)量和精度。 陶瓷球在粗磨前 ,首先應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià) 。并對(duì)陶 瓷毛坯球進(jìn)行尺寸分選, 挑出極大球和極小球 ,控 制毛坯球加工留量在 0 .3 ～ 0 .5 mm , 以保證粗磨 加工的順利進(jìn)行 。 陶瓷球的粗磨加工采用循環(huán)加工方法,磨料: FMM -1 型復(fù)合磨料;研磨液:FYM -1 型復(fù)合研磨 液:磨球板:鑄鐵磨球板 , 硬度大于 230 HB;磨球 盤轉(zhuǎn)速 48 ～ 170 r min ,壓力 2 ～ 3 MPa 。在加工過(guò) 程中 ,控制陶瓷球加工精度 、表面質(zhì)量。
3 .2 陶瓷球精磨加工技術(shù) 陶瓷球的精磨加工是陶瓷球加工的第二道工 序。由于陶瓷球粗磨要求高的加工效率 ,所用磨 料粗 、磨球機(jī)轉(zhuǎn)速快 ,加工球表面粗糙, 且精度較 低,需進(jìn)行陶瓷球的精磨加工 ,改善陶瓷球表面質(zhì) 量和精度 。 陶瓷球精磨加工采用循環(huán)加工方法, 磨料: FMM -2 型復(fù)合磨料;研磨液:FYM -2 復(fù)合研磨 液;研磨板 :鑄鐵研磨板, 硬度為 210 ～ 240 HB;磨 球盤轉(zhuǎn)速 48 ～ 120 r min ,壓力 2 ～ 3 MPa。在加工 過(guò)程中, 控制陶瓷球加工精度 、表面質(zhì)量。
3 .3 陶瓷球初研加工 初研加工是陶瓷球加工的第三道工序, 是為 了進(jìn)一步改善陶瓷球表面質(zhì)量和精度 , 消除加工 表面應(yīng)力 。初研后的陶瓷球精度基本達(dá)到成品球 的要求。 陶瓷球初研加工采用循環(huán)加工方法 , 磨料: FMY -3 型復(fù)合磨料 ;研磨液:FYY -3 型復(fù)合研磨 液;研磨板:鑄鐵研磨板, 硬度 190 ～ 220 HB ;研磨 盤轉(zhuǎn)速25 ～ 60 r min ,壓力 1 ～ 2 .5 MPa。在初研過(guò) 程中 ,控制陶瓷球加工精度 、表面質(zhì)量。
 3 .4 陶瓷球精研加工 精研加工是陶瓷球加工的最后一道工序, 也 是獲得最終產(chǎn)品的工序。要求陶瓷球精度和表面 質(zhì)量達(dá)到G10 或 G5 級(jí) 。