[发明专利]一种精密陶瓷轴承及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷球轴承，尤其涉及一种精密陶瓷轴承及其加工工艺，其属于轴承及其加工领域。 

背景技术

滚动轴承是一种将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件，滚动轴承一般由外圈，内圈，滚动体和保持架组成。随着数控技术的快速发展，“复合、高速、智能、精密”已成为当今机床工业技术发展的主流趋势，因为，高速加工可以提高加工效率、缩短加工周期、节省加工能耗。现代高速加工机床，主轴速度要求达到几万转到几十万转/分钟。这就要求机床主轴及其相关部件要适应高速加工的需求，特别是主轴轴承要适应高精度高转速的要求，因此，高速机床必须配备高精度高速的精密轴承。普通精密轴承的滚动体一般为钢质的，其转速、温升、寿命都不能满足现在高速机床的要求。 

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种精密陶瓷轴承及其加工工艺，其滚动体采用陶瓷材料，以达到转速高、寿命长的目的。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种精密陶瓷轴承及其加工工艺，其轴承主要包括内圈、外圈、滚动体和保持架，滚动体安装于保持架的兜孔内，内圈位于滚动体的内侧，外侧位于滚动体的外侧，构成一个整体，其特征在于：滚动体采用Si₃N₄氮化硅材料，其密度为3.18-3.3克每立方厘米。精密陶瓷轴承的加工工艺步骤如下： 

a、内圈和外圈的加工工序：

1）成形：采用数控车床将坯料车加工成环状；

2）冷辗扩：将套圈基本加工成型；

3）热处理和深冷处理：热处理淬火硬度HRC60-63，深冷温度控制在零下60℃至零下90℃；

4）磨加工：对套圈的平面、外径、内孔、沟道进行磨加工，达到零件的尺寸精度； 

5）超精研磨：对轴承套圈的沟道进行超精研磨，降低沟道的粗糙度和提高沟道的圆度。

b、保持架加工工序：将管件进行车加工，随后进行钻孔加工，再进行浸油，最后进行抛光。 

c、滚动体加工工序： 

1）压制成形：采用冷等静压的方法进行压制成形；

2）烧结：在高温高压气压炉中进行烧结；

3）研磨和抛光：在陶瓷球研磨机床上进行研磨和抛光。

本发明精密陶瓷轴承及其加工工艺，滚动体采用氮化硅陶瓷材料，其密度降低，离心力降低了40%以上，极限转速提高了30%以上，使得轴承的使用寿命提高了50%以上。同时氮化硅陶瓷材料具有摩擦系数小、自润滑能力强、耐磨、耐高温等优点。另外在加工套圈过程中采用了冷辗扩，所述冷辗扩工序的作用是减少了车加工工序，缩短了生产周期，提高了生产效率，降低了原材料的消耗。如果采用通常的切削加工方法来制造，材料的利用率通常为40~50%，而用冷辗压方法制造，材料利用率则可达70～80%。 

附图说明

图1是本精密陶瓷轴承的结构示意图； 

图中： 1、外圈，2滚动体，3、内圈，4、保持架。

具体实施方式

一种精密陶瓷轴承及其加工工艺，其轴承主要包括内圈、外圈、滚动体和保持架，滚动体安装于保持架的兜孔内，内圈位于滚动体的内侧，外侧位于滚动体的外侧，构成一个整体，其特征在于：滚动体采用Si₃N₄氮化硅材料，其密度为3.18-3.3克每立方厘米。精密陶瓷轴承的加工工艺步骤如下： 

a、内圈和外圈的加工工序：

1）成形：采用数控车床将坯料车加工成环状；

2）冷辗扩：将套圈基本加工成型；

3）热处理和深冷处理：热处理淬火硬度HRC60-63，深冷温度控制在零下60℃至零下90℃；

4）磨加工：对套圈的平面、外径、内孔、沟道进行磨加工，达到零件的尺寸精度； 

5）超精研磨：对轴承套圈的沟道进行超精研磨，降低沟道的粗糙度和提高沟道的圆度。

b、保持架加工工序：将管件进行车加工，随后进行钻孔加工，再进行浸油，最后进行抛光。 

c、滚动体加工工序： 

1）压制成形：采用冷等静压的方法进行压制成形；

2）烧结：在高温高压气压炉中进行烧结；

3）研磨和抛光：在陶瓷球研磨机床上进行研磨和抛光。