轮毂轴承单元外圈感应淬火工艺优化研究

摘要

针对轮毂轴承单元在道路使用中,因侧向冲击所引起的滚道压痕会造成车辆行驶过程中存在异响问题,对轮毂轴承外圈零件沟道感应淬火工艺进行了研究。首先,通过调整感应线圈宽度和间距,对轴承外圈沟道淬硬层形状进行了优化;通过调整电源电压与加热时间,得到了合适的淬硬层深度,并基于该方法设计了4种工艺方案;然后,采用有限元分析方法,分别对不同工艺方案进行了仿真分析,得到了轴承外圈温度场、淬硬层深度与形状的仿真结果,并且通过工艺实验对仿真结果进行了验证,得到了外圈零件的实际工艺实验结果,同时对有限元与实验结果进行了误差分析;最后,采用路肩冲击试验的方式,验证了工艺优化结果对轮毂轴承抗冲击性能的提升效果。研究结果表明:感应淬火工艺改进后,外圈内侧沟道接触角处淬硬层深度增加了0.3 mm,外侧沟道增加了0.5 mm,同时双沟道淬硬层形状调整成连贯状;仿真结果与工艺试验结果的误差低于10%;轮毂轴承外圈内侧沟道抗冲击能力平均提高43.0%,外侧沟道平均提高21.8%。