滚动轴承的加工工艺
引言
滚动轴承是重要的机械基础部件，由于轴承的基本结构是由内圈、外圈、滚动体、保持架四种零件组成，因此，对于轴承行业外的人，大多认为轴承是“四小件”，对于轴承行业内的人，则普遍号称轴承是“四大件”。因为轴承的加工工艺是十分复杂的。轴承是一种包含了复杂技术、综合技术甚至尖端技术的重要工业产品。滚动轴承的应用范围涉及整个国民经济和国防领域。我国轴承的销售额占世界轴承总销售额的9%，是一个制造大国，但在轴承的生产制造及质量方面与先进的工业大国相比还存在着相当的差距，如今我国的滚动轴承行业正面临很大的挑战。
1滚动轴承的基础知识
在我入厂实训后，我的第一节课上的就是滚动轴承的基本知识，让我对滚动轴承有了初步的了解。滚动轴承是一种重要的机械基础部件，其构造虽然只有四部分组成，但仅仅就是这小小的四个部件，其加工却是一个极其复杂的过程。在后来的实习中我也亲眼目睹了滚动轴承加工的一道道工序，每道工序都是十分有讲究的。滚动轴承运用于生活和军用上的许多场合，例如我们生活中小到小滑轮，大到电脑，都有着轴承的存在。在军用上，滚动轴承在航天宇宙飞船这些设备上起着必不可少的作用。可以说需要旋转的地方就一定有轴承的存在。我所实习的恩斯克轴承有限公司是一家轴承生产厂家，生产许多不同种类的滚动轴承。每种轴承都有着不同的用途。
1.1滚动轴承的概述
旋转轴的支承称为轴承，轴承按照其工作时摩擦性质的不同，可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承的类型、结构型式、尺寸以及画法等均已标准化，因此，它是一种标准部件。
1.2 滚动轴承的组成及各零件的作用
滚动轴承都是由外圈、内圈、滚动体和保持架四个部分组成。其构造如图1-1（见附录）通常，滚动轴承的外圈安装在机座孔中固定不动，内圈则装在轴上与轴一起转动，而滚动体则在内、外圈的滚道之间滚动，形成滚动摩擦。
1.2.1 外圈
外圈通常与轴承座或机械壳体孔形成过渡配合，起支撑作用。
1.2.2 内圈
内圈通常与轴紧密配合，并与轴一起运转。
1.2.3 滚动体
滚动体（钢球、滚子或滚针）在轴承内通常借助保持架均匀地排列在两个套圈之间作滚动运动，它的形状、大小和数量直接影响轴承的负荷能力和使用性能。
1.2.4 保持架
保持架除了能将滚动体均匀地分隔开以外，还能起引导滚动体旋转及改善轴承内部润滑性能等作用。
保持架可分为五种类型，分别是：浪型保持架、冠型保持架、E型保持架、实体保持架、菊型保持架。
1.2.5 防尘盖和密封圈
滚动轴承的组成除了四大主要部件以外，有的轴承还需防尘盖或密封圈。
防尘盖的作用是不让外部的尘埃侵入轴承内。
可卸式防尘盖——俗称“活盖”
不可卸式防尘盖——俗称“死盖”“固定盖”
密封圈作用是不让外部的油、水、介质侵入轴承内。
接触式密封圈
非接触式密封圈
1.3 滚动轴承的分类
1.3.1按受力情况分
（1）向心球轴承，主要承受径向负荷。
（2）推力轴承，主要承受轴向负荷。
（3）向心推力轴承，可同时承受径向和轴向负荷。
1.3.2 按外径尺寸大小分
(1)微型轴承----公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承
(2)小型轴承----公称外径尺寸范围为28-55mm的轴承
(3)中小型轴承----公称外径尺寸范围为60-115mm的轴承
(4)中大型轴承----公称外径尺寸范围为120-190mm的轴承
(5)大型轴承----公称外径尺寸范围为200-430mm的轴承
(6)特大型轴承----公称外径尺寸范围为440mm以上的轴承
滚动轴承的种类较多，但其结构大致相同，如图1-2所示（见附录）分别为深沟球轴承、圆柱滚子轴承和推力球轴承的结构和画法。
1.4 滚动轴承的代号
滚动轴承的规定标记
滚动轴承一般是以一组数字表示轴承的结构、类型和内径尺寸，代号规定用七位数字表示，常用的是四位数字，其最后二位数字表示轴承的内径代号；第三位数表示轴承直径系列，即在内径相同时，有各种不同的外径，可查阅有关标准；第四位数表示轴承的类型，例如：“0”表示向心球轴承，“8”表示平底推力球轴承。
1.5 滚动轴承的精度
中国把各种类型的滚动轴承分为B、C、D、E、G五个等级。B为最高精度级，G为普通精度级，应用最
为普级。为了更好地区分加工轴承的等级精度，工厂里常使用不同颜的加工工艺流转卡。如C级的用红的加工工艺流转卡；D 级用蓝的；E级用黄的；G级用白的。
2滚动轴承的基本加工过程
滚动轴承的加工过程在大致上可分为主要零件的加工过程和装配过程。其中，主要零件就是只轴承的四要素（外圈、内圈、钢球、保持架）。在不少轴承公司里，为了降低生产成本，提高公司的效益，并不是所有的轴承零件都是自己生产的。就比如说我所实习的恩斯克轴承有限公司，他们的轴承产品，特别是要求较高的军工产品。公司自己主要加工外圈和内圈，钢球和保持架是从外厂购入成品，最后再进行装配的。所以在以下介绍主要零件加工过程，对套圈的加工过程比较熟悉，进行详细的介绍，对于钢球和保持架的生产过程就一笔带过了。
在实习的过程中，我了解到在实际的生产和装配过程中，一批相同型号的轴承附有一张工序产品流转卡。流转卡上印有产品的各道加工工序。当轴承在车加工过程中，这张流转卡就在车床的技术工人手中，当他完成了这道工序，他在此卡上相应的表格里签上自己的姓名，这代表这批产品是他加工的，并且如果产品有质量问题，他要为此负责。随后这流转卡就随着轴承一起转到下一道工序的工人手中了。我觉得这流转卡制度十分好，这不仅可以方便的看出它每一道工序的情况，而且，当产品出现质量问题时，可以在第一时间到加工者，让他进行返工或是为此负责。
2.1 主要零件的加工过程
由于滚动轴承的类型、结构型式、公差等级、技术要求、材料及批量等的不同，其基本生产过程也不完全相同。
2.1.1 套圈的加工过程
套圈的加工过程: 轴承内圈和外圈的加工依原材料或毛坯形式的不同而有所不同，整个加工过程为：
棒料或管料（有的棒料需经锻造和退火、正火）车加工热处理磨加工防锈--(待合套装配) 2.1.1.1 一种外圈的工序流转卡
如表1-3（见附录）是我在车间实习时，看到车间里机床旁看到的工序产品流转卡。流转卡上有一种滚动轴承的加工的具体的工序。这使我对外圈和内圈的加工过程有了进一步的了解。
2.1.1.2 套圈的质检
从流转卡上我们可以看到，基本每道工序后面都有检验员这一项，这就是质保部检验员的工作了。我在质保部实习时曾担任过质检员的工作。我从中了解了一些基本的检验轴承的仪器和方法。
2.2 滚动轴承的装配过程与特点
滚动轴承零件如内圈、外圈、滚动体和保持架等，经检验合格后，进入装配车间进行装配，其过程如下:
零件退磁、清洗→内、外滚〈沟〉道尺寸分组选别→合套→检查游隙→铆合保持架→终检→退磁、清洗→防锈、包装→入成品库(装箱、发运〉。
滚动轴承的特点
滚动轴承与滑动轴承相比，具有下列优点:
滚动轴承的特点1．滚动轴承的摩擦系数比滑动轴承小，传动效率高。一般滑动轴承的摩擦系数为0.08-0.12，而滚动轴承的摩擦系数仅为0.001-0.005;
2．滚动轴承已实现标准化、系列化、通用化，适于大批量生产和供应，使用和维修十分方便；
3．滚动轴承用轴承钢制造，并经过热处理，因此，滚动轴承不仅具有较高的机械性能和较长的使用寿命，而且可以节省制造滑动轴承所用的价格较为昂贵的有金属;
4．滚动轴承内部间隙很小，各零件的加工精度较高，因此，运转精度较高。同时，可以通过预加负荷的方法使轴承的刚性增加。这对于精密机械是非常重要的;
5．某些滚动轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷，因此，可以简化轴承支座的结构;
6．由于滚动轴承传动效率高，发热量少，因此，可以减少润滑油的消耗，润滑维护较为省事;
7．滚动轴承可以方便地应用于空间任何方位的铀上。
但是，一切事物都是一分为二的，滚动轴承也有一定的缺点，主要是：
1．滚动轴承承受负荷的能力比同样体积的滑动轴承小得多，因此，滚动轴承的径向尺寸大。所以，在承受大负荷的场合和要求径向尺寸小、结构要求紧凑的场合〈如内燃机曲轴轴承)，多采用滑动轴承；
2．滚动轴承振动和噪声较大，特别是在使用后期尤为显著，因此，对精密度要求很高、又不许有振动的场合，滚动轴承难于胜任，一般选用滑动轴承的效果更佳3．滚动轴承对金属屑等异物特别敏感，轴承内一旦进入异物，就会产生断续地较大振动和噪声，亦会引起早期损坏。此外，滚动轴承因金属夹杂质等也易发生早期损坏的可能性。即使不发生早期损坏，滚动轴承的寿命也有一定的限度。总之，滚动轴承的寿命较滑动轴承短些。
可是，滚动轴承与滑动轴承相比较，各有优缺点，各占有一定的适用场合，因此，两者不能完全互相取代，并且各自向一定的方向发展，扩大自己的领域。但是，由于滚动轴承的突出优点，颇有后来者居上的趋势。目前，滚动轴承已发展成为机械的主要支承型式，应用愈来愈广泛。
我在质保部实习时，在检验外圈的小组里学习过。在那里，我主要的工作是把磨削工磨削好的外圆拿过
来检验一下。不同产品的检验方法基本相同，使用的仪器也基本相同.由于各种轴承有不同的型号和要求，所以其外圈的各项指标也不同，所以要根据不同型号和要求，先要用标准件来调整一下所用的仪器，才能进行测量各项指标。对于精度要求高的产品，如C级的汽车产品，则每个外圈都要检查一遍；对于那些精度要求不高的产品，则只要在一批产品里抽检一下就可以了。对于质量要求不过关的产品，如果可以返工的就退回给工人让他们重新返
工；质量实在太差，只能报废的，就要加工者为此负责。内圈和外圈的检验方式基本相同，加工内圈的磨床相比加工外圈的磨床性能较稳定，所以检验工作相对轻松。
3 滚动轴承的防锈工作
轴承防锈工作是一项重要的工作，特别是工序间的防锈，像轴承在热处理车间经过酸洗、清洗、磨削加工后，还有许多道工序。当产品不是采用流水生产时，一次顺序地加工完毕就要储存在中间库内，因此工序间储存的轴承套圈必须进行防锈。
工序间防锈一般采用的方法有以下几种：
1.浸在防锈槽内
将轴承圈套浸在5%亚硝酸钠和0.6%碳酸钠的水溶液中，防锈效果尚好，但要许多防锈槽等设备，占用
大量的空间，管理也不方便。
2.浸涂浓亚硝酸钠溶液
将产品清洗后，浸入含有15%-20%的亚硝酸钠和0.6%碳酸钠的溶液中，再将它堆放起来。采用这种方法其防锈期较短，一般仅能保持7-14天，而且在梅雨季节，由于天气潮湿，只能保持2-3天
就必须重新处理，需要花费人工和金钱。
3.涂油
像成品一样涂上防锈油。这一方法必须在执行下一工序前进行清洗，比较麻烦。新防锈工艺方法介绍
经过与相关厂家共同攻关，多年的生产实践表明，对工序间防锈进行多次改进，以采用淋喷式的防锈效果比较好。最初对滚柱防锈进行试用，将半成品和成品每天用亚硝酸钠水溶液冲洗一次，3个月后抽验结果没有发现锈蚀，现在对轴承圈套半成品采用淋喷式防锈，效果亦如此。淋喷式防锈工艺比较简单，其方法如下：1.设备的购建
根据半成品储存多少，建立一个中间库，地面用水泥地坪，中间可设置一条走道，约1.5m，用来通行轴承套圈的小车。在通道的末端放一个存放亚硝酸钠水溶液水池，溶液配方为5%-10%亚硝酸钠加上0.6%
碳酸钠，并在地面上做好回水沟，而后将轴承套圈堆放在两旁地板上，每堆轴承套圈之间留着0.6m的走道。可讲中间库设计为64m2左右，其亚硝酸钠水溶液水池为1m3。
2.工艺方法
每天上午用亚硝酸钠水溶液冲洗一次，水溶液由水泵从水池内吸出来，经橡皮管道通到莲蓬头，像淋喷那样冲洗轴承套圈。冲洗后的水溶液由回水沟流回水池，在回水沟末端水池上层，用细铁丝网及纱布做一个过滤网以纺织灰尘垢物流入水池内。中间库应保质清洁。
水池的溶液每2天化验一次，根据化验结果进行补充，池内溶液的更换期限按不同月份进行，4-9月每2周彻底调换一次，10月-次年3月，每月调换一次。
结论
淋喷式防锈，管理比较方便，又节约劳动力，过去中间库用2个人防锈还无法完成，现在用一个人还可兼做其它工作，从防锈效果来看亦很显著。曾在2003年3月份对7002136及3620滚柱4000多粒，采用淋喷式防锈，将近一年多来还保持十分光亮，没有锈蚀。此外对化学品的消耗亦有很大节约，过去滚柱车间每月需消耗亚硝酸钠4000多千克，而现在只用200千克，节约近一半。

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