[发明专利]一种轴承沟道光整强化方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体地说是涉及一种轴承沟道光整强化方法。

 

背景技术

轴承的加工中，轴承内、外圈沟道的光整加工为终加工，对轴承的工作性能有很大影响。改善沟道的表面质量，能改善滚道表面的物理力学性能，从而提高轴承的旋转精度和耐磨性、降低轴承的振动和噪音、延长使用寿命。现有技术中，轴承内、外圈沟道的光整加工，主要采用超细磨料构成的油石或抛光布对其进行研磨、抛光加工，效率低。加工中，超细磨料在研磨掉较粗的砂轮花的同时，还形成沟道表面新的细划痕，即影响光整的效果，还是形成轴承工作时噪音的主要因素。采用这样的加工方法，还容易使沟道表面硬度弱化，影响轴承工作寿命。在采用油石研磨加工时，还需要采用煤油对工件进行冷却、冲洗及润滑，增大了生产成本，而且煤油对环境的污染大，不利于环境保护及生产工人的身体健康。

 

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种能改善沟道表面粗糙度、提高表面硬度，且高精度、高效、无污染的轴承沟道光整强化的方法。

本发明的一种轴承沟道光整强化方法，包括下述步骤：

1）将大功率的超声波换能器安装在轴承超精研设备上, 光整球通过外力F作用在工件的沟道表面，光整球球径为沟道曲率最小值；

2）通入超声波电流后，大功率的超声波换能器形成的上下振动运动，形成的振动频率与该电流频率相同，电流频率范围为14KHz～47KHz；

3）摇杆机构的从动件作左右摆动运动，其摆动角度等于沟道曲率对应的圆周角，且摆动圆心与沟道半径重合；

4）超声波换能器形成的上下振动运动，配合摇杆机构从动件的左右摆动运动及工件的转动运动，经过5-10秒加工，即可。

上述轴承沟道光整强化的方法，其中：所述超声波换能器为压电陶瓷片构成。

上述轴承沟道光整强化的方法，其中：所述光整球为硬质合金标准球。

本发明与现有技术的相比，具有明显的有益效果，由以上方案可知，超声波换能器形成的上下振动运动，配合摇杆机构从动件的左右摆动运动及工件的转动运动，在振动力的作用下，沟道表面的粗糙度波峰高度被降低，Ra可达0.01μm。层沟道表面的硬度得到提高 ，根据振动功率的大小不同，硬度增加最大达3%，消除了因磨削引起的表面变质层，改善沟道材料的纤维方向分布，形成更多的沿沟道工作方向的分布形式，且低粗糙度，良好的表面纤维分布，更高的硬度，更有利轴承工作时的润滑，同时也降低了轴承的摩擦力。光整球通过外力F作用在工件的沟道表面，光整球球径为沟道曲率最小值，作用在沟道表面的光整球，由振动运动与工件转动运动的复合运动下，形成对沟道面的作用力，是一种切向力大大大于径向力。有效的解决了直接作用造成的表面硬化问题，且较大的切向力，更容易改善沟道表面材料纤维，沿沟道工作的分布，使轴承工作寿命提高。由大功率压电陶瓷构成的换能器，在通入超声波电流后，形成的振动频率与该电流频率相同工作，时，根据工件对质量的要求、加工效率选择改变超声波电流频率使用。总之，本发明能改善沟道表面粗糙度、提高表面硬度，且高精度、高效、无污染。

以下通过具体实施方式，进一步说明本发明的有益效果。

 

附图说明

图1为本发明的动作结构示意图；

图2为图1的侧视图。

图中标记：

1、工件；2、光整球；3、超声波换能器；4、从动件。

  

具体实施方式

实施例1

本发明的一种轴承沟道光整强化方法，包括下述步骤：

1）将大功率的压电陶瓷片构成超声波换能器3安装在轴承超精研设备上, 硬质合金标准球的光整球2，通过外力F作用在工件1的沟道表面，光整球2球径为沟道曲率最小值；

2）通入超声波电流后，大功率的压电陶瓷片构成超声波换能器3形成的上下振动运动，形成的振动频率与该电流频率相同，电流频率范围为14KHz；

3）摇杆机构的从动件4作左右摆动运动，其摆动角度等于工件1沟道曲率对应的圆周角，且摆动圆心与沟道半径重合；

4）超声波换能器3形成的上下振动运动，配合摇杆机构从动件4的左右摆动运动及工件1的转动运动，经过5秒加工，形成在工件1沟道整个表面的光整加工。

实施例2

本发明的一种轴承沟道光整强化方法，包括下述步骤：