滚珠轴承是如何制成的,如何使滚珠变得如此圆?

旋转轴承,无论是球轴承,滚子轴承,滑动轴承或滚针轴承,几乎用于任何涉及旋转运动的应用中,例如汽车轮毂,牙医钻头,机床主轴,吊桥,电动机,泵以及成千上万的其他应用。

球轴承是滚动元件轴承,它使用球分开轴承座圈,并在旋转应用中提供平稳,低摩擦的运动。滚珠轴承有数百种尺寸,从用于微型医疗设备和微型电机的超小1.50 mm直径轴承,到用于重型设备的直径超过15英尺的轴承。

滚珠轴承是如何制成的,如何使滚珠变得如此圆?答案是一个多步骤的制造过程,涉及机械加工,热处理,研磨,珩磨,研磨和组装。尽管可能会有变化,但以下过程适用于当今生产的绝大多数标准球轴承。

组 件

球轴承由两个轴承环(或座圈),球和(根据类型而定)一个保持球分离的保持器组成。也可能存在其他组件,例如密封件和护罩,但本文将重点介绍环,球和保持架的主要轴承组件。

滚珠轴承是如何制成的,如何使滚珠变得如此圆?

滚珠轴承构造

用 料

绝大多数轴承是由铬钢制造的,但是许多材料用于最大化轴承性能和寿命。

用于轴承座圈的最常用材料是SAE 52100钢。SAE 52100是铬钢(1%碳,1.5%铬合金),尺寸稳定至250华氏度或更高,具体取决于热处理工艺。SAE 52100还具有出色的弹性,可加工性和均匀性。另一种流行的材料是AISI 440C不锈钢,因为它具有抗腐蚀性能。AISI 440C的加工成本比52100高,并且不能承受那么大的负载。在华氏70度时,440C的负荷能力为52100的85%。还使用其他马氏体不锈钢来降低轴承噪音或延长疲劳寿命。AISI M50钢用于关键的生命支持系统应用,例如飞机工业。M50的可靠性是52100的两倍,并且含有4%的钼以提高强度。

轴承球也是最常用AISI 52100钢制造的。其他轴承球材料包括AISI 440C不锈钢,以及其他不锈钢材料,陶瓷,玻璃甚至塑料。

轴承保持架(也称为保持架或分离器)由多种材料制成,包括冲压钢,冲压黄铜,机加工钢,机加工青铜,模制尼龙或乙缩醛(POM)和酚醛。

制造过程

用于制造球轴承的内圈和外圈的制造工艺几乎相同。

1、环开始时是管坯。类似于车床的自动机,例如螺丝机,使用切削工具将环切成基本形状,从而留下了多余的材料进行加工。

2、外圈的表面印有轴承编号和制造商信息。

3、环制造过程中的下一步是硬化。将环加热到1565华氏度的温度15-20分钟,在375华氏度的油中淬火15-20分钟,然后在340华氏度回火2小时。

4、内圈和外圈的下一步加工是通过专用磨床进行磨削,以达到最终的尺寸。

  • 端面打磨以达到合适的轴承宽度
  • 外圈外径磨削,内圈内径磨削
  • 进行滚道磨削以得到合适的半径,滚道位置和几何形状
  • 5、最后的制造步骤是对滚道进行珩磨,以获得适当的表面光洁度和几何形状

    对于某些轴承,可能需要其他步骤。例如,角接触轴承可能需要额外的端面打磨,以确保当轴承承受推力负荷时,内圈和外圈的宽度相同。即使内圈和外圈的起始宽度完全相同,组装轴承和承受载荷时,许多因素也可能导致它们未对准,例如座圈半径,座圈位置,座圈几何形状和滚珠直径的变化。

    像轴承套圈一样,轴承滚珠是采用多步骤工艺制造的。

    1、球以金属丝或棒状团块开始,其中包含完成的球所需的适量材料

    2、然后,团块经历冷head过程,形成近净球形

    3、然后将球打碎或翻滚以去除毛边和毛刺

    4、采用软研磨生产尺寸均匀的球

    5、球采用类似于轴承套圈的方法硬化

    6、硬化的球经过精磨处理,以达到成品尺寸和圆度规格

    7、最后,对球进行研磨处理以达到最终公差和表面光洁度要求

    轴承保持架是通过多种不同的工艺制造的,具体取决于材料和尺寸。制造过程包括冲压和成型,模制,锻造和机加工。

    来源:打螺丝的老孟

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