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专利号: 2004100888565
申请人: 沈阳建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 工程元件或部件;为产生和保持机器或设备的有效运行的一般措施;一般绝热
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高精度热压氮化硅陶瓷球轴承,包括:由钢制成的一个内圈和一个外圈,内圈和外圈分别具有球轴承圆弧滚道;设置在内外圈球轴承滚道之间并与之接触的陶瓷球滚动体;一个设置在内外圈之间以保持陶瓷球的滚动体隔离圈,即保持架;其特征在于所述的陶瓷球滚动体的精度至少达到钢球的G5级精度,即球直径变动量VDWS不超过0.13,球形误差Δδ不超过0.013,表面粗糙度Ra不超过0.020。

2.根据权利要求1所述的高精度热压氮化硅陶瓷球轴承,其特征在于由陶瓷球滚动体至少部分由Si3N4构成,余量为ZrO2或Al2O3。

3.根据权利要求1所述的高精度热压氮化硅陶瓷球轴承,其特征在于轴承内圈和外圈的钢为传统轴承钢或不锈钢或结构渗氮钢或表面淬硬钢。

4.根据权利要求1所述的高精度热压氮化硅陶瓷球轴承,其特征在于保持架由聚醚乙酮PEEK注塑成型,保持架为外圈引导结构。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的高精度热压氮化硅陶瓷球轴承,其特征在于热压氮化硅陶瓷球轴承安装在数控机床电主轴单元上。

6.制造高精度热压氮化硅陶瓷球轴承的方法,其特征在于由下列工序构成:(1).粗研首先将陶瓷球坯按最大直径分组,在研磨压力(N/球)8~15,研磨速度(r/min)800~2500,磨粒粒度170#~200#条件下研磨,以消除球坯表面较大的制备缺陷,减少球形误差,统一球径并高效去除余量以满足球径要求,其精度测试结果为:批直径变动量(μm)2~2.5,直径变动量(μm)2~2.5,球形误差(μm)2,波纹度(μm)0.15~3,粗糙度(μm)0.8;(2).半精研将粗研后的陶瓷球,在研磨压力(N/球)6~10,研磨速度(r/min)450~800,磨粒粒度W40、W10条件下研磨,以修正球形误差,提高整体加工效率及加工质量,其精度测试结果为:批直径变动量(μm)0.8,直径变动量(μm)0.7~1.0,球形误差(μm)0.8,波纹度(μm)0.05~0.07,粗糙度(μm)0.2;(3).精研将半精研后的陶瓷球,在研磨压力(N/球)3~6,研磨速度(r/min)160~270,磨粒粒度W5条件下研磨,以提高球的精度和表面质量,其精度测试结果为:批直径变动量(μm)0.4,直径变动量(μm)0.4~0.5,球形误差(μm)0.4,波纹度(μm)0.02~0.03,粗糙度(μm)0.05;(4).超精研将精研后的陶瓷球,在研磨压力(N/球)1~2,研磨速度(r/min)<160,磨粒粒度W1、W0.5条件下研磨,以提高球的精度和表面质量,并保证足够的加工余量以使精度逐步提高,其精度测试结果为:批直径变动量(μm)0.13,直径变动量(μm)0.1,球形误差(μm)0.1,波纹度(μm)0.009,粗糙度(μm)0.02~0.03;(5).抛光将超精研后的陶瓷球,在研磨压力(N/球)0.5~1,研磨速度(r/min)<160,磨粒粒度Fe2O3条件下研磨,以提高表面粗糙度,其精度测试结果为:批直径变动量(μm)0.13,直径变动量(μm)0.1,球形误差(μm)0.1,波纹度(μm)0.009,粗糙度(μm)0.01~0.02,检试合格后即为成品陶瓷球滚动体,其精度水平至少达到钢球的G5级精度。

7.制造高精度热压氮化硅陶瓷球轴承所用的陶瓷球研磨机构,其特征在于所述的陶瓷球研磨机构包括有上研磨盘与下研磨盘,其中上研磨盘安装在传动轴的一端,传动轴的另一端与机床主轴之间采用柔性件连接,并带动上研磨盘随机床主轴一起以角速度旋转,传动轴的中部还设有角接触球轴承,该角接触球轴承轴承盖的两端端盖上设有螺拴穿过套筒,该套筒的另一端穿进位于上、下研磨盘两侧的导柱上的轴套,轴套之上设有圆螺母、垫片和弹簧,下研磨盘安装在机床的底座上,导柱也固定在机床的底座上。

8.根据权利要求7所述的制造高精度热压氮化硅陶瓷球轴承所用的陶瓷球研磨机构,其特征在于所述的机床主轴是钻床主轴或铣床的立铣头。