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    随着航空业的迅速发展,对航空轴承的质量提出了更高的要求。而作为轴承的关键零件—钢球质量的提高,成为制造厂亟待解决的关键技术之一。为解决此问题,对19/32″航空发动机专用轴承钢球的国内外加工工艺进行了对比,并在此基础上,确定了改进后的钢球加工工艺。本文主要论述了改进的钢球加工工艺及采取的相应措施。

    1、工艺制定及相应措施

    2.1 改进工具设计、减少钢球加工留量

    保证精度的前提下,减少钢球各工序留量,可以减少磨削时间,同时减少因磨削量过大产生的蜕变层,降低发生磨削质量问题的几率。根据航空轴承资料的原始特性,自行研制硬度合金冲压模具及辅助工具,并进行反复的压球验证,结果标明:采用硬质合金刀板和切料胎,提高了切料质量,减少了压型折叠;采用硬质合金压球胎,坚持胎具在冲压过程中基本不变形,提高了球坯的精度。同时,选用的料径和切料长,保证压缩比(切料长/料径)2.02.2之间,使料段在压型过程处于最佳变形状态。由此,加工出的球坯尺寸基本一致,且环带小而薄,从而使钢球加工的总留量由1.2mm减少到0.8mm

    1.2 用深酸洗和无损检查代替热酸洗检测

    热酸洗过程不只消耗钢球整体尺寸,而且由于环带和两极应力大,导致腐蚀速度大,腐蚀层深度为0.18mm,严重的出现晶间腐蚀。这不但需增加钢球加工总留量,同时在加工过程中还易产生疲劳。为此,采用深酸洗配合涡流探伤代替热酸洗,并采用合理的酸配比,使钢球深酸洗尺寸消耗控制在0.040.05mm为验证其可靠性,用500粒经深酸洗和涡流探伤的钢球进行热酸洗检查,未发现问题。由此可见,用深酸洗和涡流探伤取代热酸洗检查是可行的

    1.3 降低钢球加工过程中产生的疲劳

    根据钢球加工特点,采用以磨代光工艺,软磨工序通过更新改造磨床,配置砂轮自动修整系统和80#120#砂轮代替光球工序??上馇蚣庸す讨胁墓哂α?。精研工序通过控制加工条件,以水剂研磨代替油剂研磨,缩短精研加工时间,减少研磨过程中产生的疲劳。通过对精研加工机床的辅具、乳化型精研液和外表活性剂精研液进行试验,从而确定钢球粗研、精研一和精研二等水剂精研的磨料配比及操作规程,使钢球研磨(粗研加精研)时间由原来的48h缩短至36h以内。加工出的钢球经超精研后精度(球形偏差、球直径变化量)达到0.2μm外表粗糙度Ra≤0.02μm

    1.4 改善软、细磨工序状态,提高加工质量

    更新软、细磨加工设备。新机床具有砂轮自动修整功能,使钢球总是处于最佳加工状态,经实际验证钢球磨削效率可提高产量10%15%,并且钢球细磨工序的烧伤得到有效地控制。

    1.5 提高钢球表面硬度的均匀性

    用维护气氛淬火代替空气炉加热淬火,并提高设备控温精度,钢球表面硬度的均匀性得到有效提高,废品钢球单一硬度差≤0.5HRC,批硬度差≤1HRC

    2、结论

    改进后的钢球加工工艺,将总留量由原来的1.2mm减少到0.8mm,减少了因磨削量过大发生蜕变层的几率,用深酸洗和无损检测代替热酸洗检测减少晶间腐蚀,采用以磨代光工艺从而消除光球加工过程中产生的过高应力集中。实践证明,改进后的钢球加工工艺有效可行,达到预期效果,可应用于生产。

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