[发明专利]一种内外圈滚道表面带有微织构的球轴承及其加工方法

权利要求书

1.一种内外圈滚道表面带有微织构的球轴承，包括轴承内圈、轴承外圈和设置在轴承内圈与轴承外圈之间的滚动体，所述轴承内圈的滚道表面和轴承外圈的滚道表面均设有强化研磨层，其特征在于，所述强化研磨层的表面设有一组或多组沿轴承的轴向方向排列的微织构结构，所述每组微织构结构包括多个沿圆周方向均匀排列的凹坑，所述凹坑呈局部球状，所述凹坑的开口朝向垂直于滚道表面的切线。

2.根据权利要求1所述一种内外圈滚道带有微织构的球轴承，其特征在于，所述凹坑的深度为3～4μm，凹坑的直径为100～160μm，相邻凹坑的距离为200～400μm，所述滚动体的外侧设有保持架。

3.一种内外圈滚道带有微织构的球轴承的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、根据球轴承的设计尺寸，加工出轴承内圈和轴承外圈；

s2、对轴承内圈的滚道表面和轴承外圈的滚道表面进行强化研磨加工，再对轴承内圈的滚道表面和轴承外圈的滚道表面进行清洗；

s3、使用多轴联动激光加工系统对轴承内圈的滚道表面和轴承外圈的滚道表面的强化研磨层进行快速激光铣削加工，制备一组或多组沿轴承的轴向方向排列的微织构结构，所述每组微织构结构包括多个沿圆周方向均匀排列的凹坑；

s4、使用超声波清洗轴承内圈的滚道表面和轴承外圈的滚道表面，再进行抛光。

4.根据权利要求3所述一种内外圈滚道带有微织构的球轴承的加工方法，其特征在于，步骤s2中，使用装有研磨料的强化研磨机并利用强化研磨气体对轴承内圈的滚道表面和轴承外圈的滚道表面进行强化研磨加工，所述研磨料包括研磨液、研磨粉、轴承钢丸的混合物，研磨料放入强化研磨机内。

5.根据权利要求4所述一种内外圈滚道带有微织构的球轴承的加工方法，其特征在于，所述研磨粉采用棕刚玉，所述轴承钢丸的直径为2mm，棕刚玉和轴承钢丸的质量比3:7～1:4；

所述研磨液的配方质量比为：苯甲酸钠2％、硼砂4％、脂肪醇聚氧乙烯醚5％、氢氧化钠1％、三乙醇胺5％、聚二甲基硅氧烷0.1％、水62％、乙二胺四乙酸二钠0.5％、苯并三氮唑0.4％、三乙胺醇硼酸酯20％；

所述强化研磨气体的配方体积比为：氦气10％、氮气70％、甲烷5％、一氧化碳2％、空气13％。

6.根据权利要求4所述一种内外圈滚道带有微织构的球轴承的加工方法，其特征在于，步骤s2中，强化研磨机的参数为：喷头直径为12mm，喷头与轴承内圈的滚道表面或轴承外圈的滚道表面距离为45mm，轴承内圈和轴承外圈的转速为140r/min，喷头的喷射压力为0.6～0.8Mpa，喷头喷射时间为6～7min。

7.根据权利要求3所述一种内外圈滚道带有微织构的球轴承的加工方法，其特征在于，步骤s3中，多轴联动激光加工系统包括激光器和透镜，多轴联动激光加工系统的激光束的波长为532nm，调Q频率为5～15KHz，光束质量为M²2，发散角θ小于0.003mrad，光束模式为基模TEM00。

8.根据权利要求3所述一种内外圈滚道带有微织构的球轴承的加工方法，其特征在于，步骤s3中，快速快速激光铣削加工轴承内圈的滚道表面和轴承外圈的滚道表面包括以下步骤：

ss1、将轴承内圈的滚道表面和轴承外圈的滚道表面进行抛光，并用硝酸酒精清洗后晾干；

ss2、将轴承内圈和轴承外圈分别定位夹紧，用激光束通过透镜聚焦照射在轴承内圈的滚道表面和轴承外圈的滚道表面，沿圆周方向进行逐个凹坑的加工，通过加工若干条路线形成凹坑阵列；

ss3、用超声波清洗轴承内圈和轴承外圈，并进行进一步抛光。