[发明专利]一种应用于轴承套圈工作表面的装置及其喷丸强化方法

说明书

一种应用于轴承套圈工作表面的装置及其喷丸强化方法，它涉及喷丸强化工装，发明目的，本发明对轴承工作表面进行喷丸强化，合理安排喷丸强化工艺流程，设计喷丸强化工装，优选喷丸强化参数，提高轴承套圈工作表面及次表面压应力，使轴承表面压应力大于700MPa，有效强化层深度大于0.15mm，进而提高轴承套圈工作表面抗疲劳强度，达到提升轴承使用寿命的目的。本发明应用于轴承领域。

技术领域

本发明涉及它涉及喷丸强化工装，具体涉及一种应用于轴承套圈工作表面的装置及其喷丸强化方法。

背景技术

作为航空发动机的核心部件之一，航空发动机转子系统轴承既需要工作在高速、高温、重载、大工况波动等极为恶劣的工况条件下，又需要满足长寿命、高精度、高稳定性、高可靠性、抗断油、抗磨损等极苛刻性能指标要求。我国航空发动机主轴轴承存在疲劳寿命不足、高温高速状态故障多发等问题，严重制约和影响航空发动机整机的性能和可靠性，轴承的工作性能和使用寿命取决于轴承套圈工作表面的抗疲劳性能，而影响滚道抗疲劳性能的关键因素是滚道表面及次表面压应力的大小及分布状态。目前轴承套圈滚道表面应力及次表面应力主要靠砂轮的磨削力产生，此种磨削的加工方式使滚道产生的表面压应力值较低，次表面压应力层有效深度较浅，滚道的抗疲劳性能相对较差。

而且，轴承滚道经喷丸强化后会产生较大的塑性变形，造成椭圆度增大，当后续加工将椭圆度改善后，滚道圆周方向上去除的余量不均匀，会导致滚道圆周表面的压应力值有较大的差异，即表面应力状态分布不均匀，此种表面状态不利于提高滚道的抗疲劳性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前加工的轴承套圈工作表面及次表面压应力、抗疲劳强度低的问题，而提供一种应用于轴承套圈工作表面的装置及其喷丸强化方法。

本发明的一种应用于轴承套圈工作表面的喷丸强化装置，所述的喷丸强化装置由轴承外圈喷丸强化工装和轴承内圈喷丸强化工装组成；

轴承外圈喷丸强化工装包括转盘、下模座、上压板和下防护板；

所述的下模座为上开口且内部中空的倒锥台结构；下模座上部侧壁向内折，在下模座内形成凸台；

下模座与转盘通过螺母连接在一起；

上压板为圆环结构，且内环的外沿向下弯折；下防护板为圆环结构，，且内环的外沿向上弯折；下防护板置于凸台上，轴承外圈置于下防护板上；上压板分别置于轴承外圈和转盘上表面，上压板与转盘通过沉头螺栓连接；轴承外圈与下防护板、上压板以及下模座的内壁紧密配合；

轴承外圈的滚道或沟道朝向下模座内部；

轴承内圈喷丸强化工装包括上转盘一、下模座二、上压板一和沉头螺栓一；

所述的下模座二为上开口且内部中空的圆柱体结构，下模座二的底部向外延伸形成外沿；

下模座二与转盘一通过螺母连接在一起；轴承内圈置于下模座二的底部向外延伸形成的外沿上；上压板一为原盘形结构；上压板一置于转盘一上，并与轴承内圈上表面接触，沉头螺栓一依次穿过上压板一中心处的螺纹孔及转盘一中心处的螺纹孔，将上压板一和转盘一连接在一起；所述的承内圈加工工件与上压板一和转盘一紧密配合。

本发明的装置用于轴承套圈工作表面的喷丸强化的方法，它是按照以下步骤进行的：

一、轴承外圈喷丸强化：

1）将轴承外圈安装到轴承外圈喷丸强化工装上；再将喷枪的枪口置于轴承外圈喷丸强化工装内，使喷枪的枪口对准轴承外圈；

2）匀速转动转盘安装到喷丸机上，喷丸机带动喷枪上下匀速运动，进行喷丸强化；其中喷丸强化参数设置如下：