发布日期:2017-08-29 10:49:23
随着科技的发展,对大型、特大型轴承精度的要求越来越高,公差等级要求达到P5,P4的范围越来越广,通常情况下,大型轴承在机械加工方面主要依靠数控立式车床和立式磨床,由于受一般数控立式车床加工精度限制,磨加工工序的余量铰刀,磨削时间较长,效率较低。
随着超硬刀具(CBN刀具)的研制应用,在许多冷加工中,磨削可以被车削所取代。本文介绍了轴承套圈的硬车加工工序,工件表面粗糙度达到Ra0.4-Ra0.8,满足轴承精度要求。
1、硬车轴承的CBN刀具特点
CBN刀具是目前加工黑色金属脆硬材料的优选材质,具有很高的硬度和耐磨性,是目前已知的第二高硬度的物质,加工高硬度材料时可减少大型零件加工中的尺寸偏差和尺寸分散性。
CBN刀具具备很高的热稳定性和高温硬度,当切削温度较高时,会使被加工材料软化,与刀具间硬度增大,有利于切削加工进行,但对刀具寿命影响不大。
CBN刀具具备很高的抗氧化能力,与铁系材料在1200~1300℃时也不发生化学反应,但在1000℃左右时会与水产生水解作用,所以采用CBN刀具加工轴承时,尽量采用干式切削的加工方式。
CBN刀具具备较低的摩擦系数,切削时不易形成滞留层或积屑瘤,有利于加工表面质量的提高。
2、硬车轴承的CBN刀具材质
大型轴承热处理后留的余量较大,采用整体聚晶CBN刀具可减少走刀次数,提高生产效率。其中BN-S20牌号是目前应用较为广泛的一款CBN材质。
BN-S20牌号属于整体聚晶CBN刀具,硬度达到HRC95-HRC100之间,而且含陶瓷结合剂,保证在高温下具备更高的抗化学腐蚀性,耐磨性更优异。
如加工外径φ1900mm,厚130mm风电1.5MW机组用变浆轴承内外圈:采用磨削加工,磨时间是18小时以上,采用以车代磨工艺,时间只需4.5小时。同时沟道表面粗糙度达到Ra0.3μm,双桃形沟道的沟底跳动<0.005mm,生产效率是磨削工艺的4倍,而且所消耗的电能及人工,物料耗材却只有磨削的1/5;刀具耐用度高,使用成本更低。
3、采用CBN刀具硬车轴承的优势
(1)效率成倍提高:如上面案例所示,同等加工精度的要求下,车削比磨削的效率提高4倍。
(2)适合批量生产:CBN刀具耐用度高,可长时间、大余量切除轴承淬硬层,减少换刀频次,降低生产成本。
(3)减少污染:相比磨削砂轮损耗的贴磨砂粒,车削下来的铁屑更方便处理和回收利用,同时采用CBN刀具硬车轴承时不添加切削液,减少环境污染。
4、总结
使用CBN刀具配合立式车床硬车轴承的工艺方法,加工效率高,成本低,传统工艺无法与之抗衡。随着CBN刀具进入市场,可以用车床代替以往多台立式磨床的生产配置,降低工厂建设费用,经济效益显著。