軸承加工過程中,由於都受過熱處理,硬度比較高,一般在HRC60以上,而且隨著企業對高生產率的需求,高速精車越來越受到企業的關注。如硬質合金塗層刀具,陶瓷刀具,CBN刀片是車削軸承的選擇,但適合加工HRC60以上軸承的刀具非CBN刀片莫屬。
軸承材質及牌號介紹
軸承材質一般為軸承鋼,分為高碳鉻軸承鋼,滲碳軸承鋼,不鏽軸承鋼,迴轉支承軸承用鋼和特殊性能鋼。
其中市面上常見的軸承鋼有GCr15,42CrMo,50Mn,是大型風電軸承,迴轉支承軸承,冶金軸承常用的材質。
具體不同類別的軸承鋼鋼種如下:
軸承行業常見牌號的中外對照表
每個國家的軸承含量基本都是一樣的,但每個國家的牌號介紹寫的不一樣,下面是我們經常遇到的軸承鋼牌號的對照表。
軸承的熱處理工藝及注意事項
軸承鋼的熱處理工藝一般有退火(加工工件之前),淬火、回火。在熱處理過程中常出現脫碳,變形,零件表面出現花斑,花臉,顏色不正等問題,故在進行熱處理時需注意以上問題。
迴轉支承軸承的加工工藝為:下料—鍛造—退火—車加工—熱處理—磨削—檢驗—防鏽—入庫。
經過熱處理後的冶金軸承硬度在HRC60以上(GCr15材質),迴轉支承軸承硬度在HRC47-55之間。
經過淬回火後軸承鋼硬度得到提高,獲得良好的使用性能,但在進行精車加工時常會出現硬度高難加工的問題,如刀具磨損快,效率低,表面粗糙度不夠等,此時再選擇刀具材料就尤為重要。
軸承淬火時的注意事項:
(1)淬火組織一定不能粗大,加熱時間要保證;可採用低溫慢速的方法。
(2)加熱氣氛的碳勢要維持在1.0%C左右,保證零件表面沒有脫貧碳。
(3)優化工藝參數,儘量減少變形;要認識到淬回火再整形是不得已的措施,整形後會留下質量隱患。
(4)貝氏體淬火一定要保證在鹽浴中的淬火時間(GCr15最低4小時,GCr18Mo最低5小時),以保證組織的轉變時間。
(5)淬火介質對產品的質量非常重要。
加工軸承的CBN刀片材質介紹
加工軸承常用刀片幾何尺寸型號根據軸承型號和加工工藝來選擇。隨著CBN刀具行業的不斷創新和研發,BN-S20,BN-H11,BN-H200,BN-H20材質廣泛用於軸承的車削工序。
BN-S20材質屬於整體聚晶CBN刀片,不僅克服了焊接式PCBN刀片由於尺寸小所帶給切削深度的限制,而且有效規避了由焊接點失效引起的CBN刀片失效的風險,大大提高軸承的生產效率。
BN-H11材質屬於鑲嵌式CBN刀片,刃口多更經濟,而且在加工冶金軸承時表現出優異的耐磨性和耐熱性,並保證尺寸精度和表面光潔度達到Ra0.4的要求。
同時還可提供塗層CBN刀具,延長刀具壽命,如BN-H10 C25材質車削汽車輪轂軸承單元相比未塗層的CBN刀具,壽命提高45%。
確定材質之後,在選擇刀片型號時還需要注意:對淬火後軸承(迴轉支承)切削餘量較大或有斷續加工時刀片需刃口處理0.2*20度負倒稜,且配套車刀杆設計出裝卡負前角6-7度為佳;
小餘量熱後精車時刀片刃口處理一般取0.1mm負倒稜;刀片刀尖圓弧半徑根據軸承壁厚以及硬車加工所用的工裝夾具進行選擇,以確保整個精車過程不振刀,不讓刀。
CBN刀片加工軸承的切削參數
CBN刀片加工軸承的案例集錦
1、BN-H11材質CBN刀片精車冶金軸承的案例
2、BN-H200材質CBN刀片加工風電軸承的案例
3、BN-H10 C25材質CBN刀片加工輪轂軸承的案例
4、精車中小軸承和非標軸承內外圈,(Gcr15材質硬度HRC62以上),選擇華菱超硬刀具BN-H20材質(餘量<0.5mm)和BN-S20材質(餘量>1mm),其切削參數:ap=0.1-0.3mm,Fr=0.1-0.12mm/r,Vc=120-180m/min。加工效果:BN-S20材質加工直徑500mm以下的淬火軸承鋼件可一次走刀完成代替粗磨工序。
5、BN-S20材質CBN刀片加工迴轉支承軸承的案例參數
(1)車削迴轉支承軸承滾道,端面,硬度HRC47-55,餘量<2mm:選擇立方氮化硼刀具BN-S200材質(圓形刀片),切削參數:ap≤1mm,Fr=0.05-0.35mm/r,Vc=60-250m/min。加工效果:刀具壽命是陶瓷刀具的7倍,表面粗糙度控制在Ra0.6-1.0之間。
(2)車削迴轉支承軸承外圓,端面,硬度HRC47-55,溝道硬度HRC55-62;餘量≥2mm:選擇立方氮化硼刀具BN-S20材質,切削參數:ap=1mm,Vc=140-180m/min。加工效果:刀具壽命長,可代替粗磨,表面粗糙度達到Ra0.4。