一種滲碳鋼軸承套圈加工方法
【專利摘要】一種滲碳鋼軸承套圈加工方法，它涉及滲碳鋼材料、復(fù)雜結(jié)構(gòu)軸承套圈的加工方法。本發(fā)明通過提高軸承表面硬度和軸承套圈韌性，增加耐磨損性，最終提高軸承的使用壽命。本發(fā)明的方法為：粗車成型，滲碳處理，鉆、銑法蘭盤，熱處理，硬車，穩(wěn)定處理，磨端面處理以及磨外圓、磨滾道處理，銑軸向槽處理，即完成。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的加工理念，由原來的“火前加工”改為“火后加工”。將變形量大的部位的加工工序移至滲碳和熱處理工序之后進行硬車，例如外徑、內(nèi)臺階、外臺階、槽等工序。本發(fā)明克服了滲碳鋼薄壁軸承難加工的缺點，成功地完成了這種材料軸承套圈的加工。
【專利說明】一種滲碳鋼軸承套圈加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種滲碳鋼材料、復(fù)雜結(jié)構(gòu)軸承套圈的加工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有，對滲碳鋼材料的軸承套圈工作表面進行滲碳處理，目的是通過提高軸承套 圈工作表面的硬度和韌性，增加耐磨損性，最終提高軸承的使用壽命。由于滲碳鋼材料在滲 碳和熱處理時易發(fā)生變形，且變形量規(guī)律不明顯，加工難度大。尤其是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外徑較大、 壁薄的軸承套圈，其加工精度更難以保證。
[0003] 以圖1的軸承外套為例。其發(fā)蘭盤外徑為?188mm，8個等分孔的位置度為 Φ0. 2mm;壁厚均在7. 5mm以下；圓周上均勾分布60個長46mm、寬4mm的長槽，要求長槽圓 周等分差不大于〇. 1mm。
[0004] 常規(guī)加工圖1工件的工藝流程如下：即粗車成型--滲碳--細車成型--鉆鐵 法蘭盤一一銑軸向槽一一熱處理一一磨加工。車加工時，除成品有光度要求的部分留有磨 加工留量外，其余部分均直接加工至成品尺寸，然后即進行熱處理，最后進行磨加工。
[0005] 按照常規(guī)的加工工藝加工，存在如下問題：
[0006] ?熱處理后套圈發(fā)生了嚴重的變形，反應(yīng)明顯的項目有滾道的橢圓、滾道的位置、 長槽的圓周等分及長槽過梁的直線度等，且變形量大又沒有規(guī)律，根本無法保證成品的要 求；
[0007] ?熱處理后長槽的內(nèi)側(cè)呈黑色，無法通過光飾等方法進行改善，影響外觀。
[0008] 就其存在的變形現(xiàn)象，結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，分析原因為如下兩點：
[0009] ?產(chǎn)品壁厚不統(tǒng)一。內(nèi)徑、外徑存在階梯，滲碳及熱處理時內(nèi)應(yīng)力導致滾道的橢圓 超出工藝要求，且無法繼續(xù)加工；見圖2套圈壁厚圖
[0010] ?產(chǎn)品壁薄，且減重槽周向斷續(xù)不連貫。最薄處只有4_，圓周方向加工完60個長 槽后槽梁寬度不足4. 3mm，滲碳及熱處理時細而長的梁產(chǎn)生彎曲變形，無法保證減重槽圓周 等分差，同時導致滾道位置尺寸L和產(chǎn)品高度C變小。見圖3套圈減重槽
[0011] 面對上述存在的問題，急需一種有效地加工工藝解決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明通過提高軸承表面硬度和軸承套圈韌性，增加耐磨損性，最終提高軸承的 使用壽命。
[0013] 本發(fā)明的一種滲碳鋼軸承套圈加工方法，它是按照以下步驟進行的：
[0014] 一、粗車成型，對待加工樣品進行粗車成型；
[0015] 二、滲碳處理；
[0016] 在滲碳處理前，對粗車成型后的樣品中不需要滲碳的部位進行鍍銅處理，鍍銅厚 度為0.02?0.04_，在鍍銅后，進行脫銅，細車樣品的外圓、擋邊外圓及擋邊，再對樣品進 行倒外角及擋邊外角；
[0017] 三、鉆、銑法蘭盤；
[0018]采用雙向倒角銑刀對步驟二處理后的樣品進行去孔邊銳角和去法蘭盤毛刺處理， 然后采用雙向倒角銑刀去另一側(cè)孔邊毛刺；
[0019] 四、熱處理；
[0020] 將步驟三處理后的樣品以樣品軸線豎直且樣品大端朝下的方式放置，然后進行熱 處理；
[0021] 五、硬車；
[0022] 對步驟四處理的樣品進行粗車內(nèi)臺階處理，終車外圓、擋邊處理，倒外角及擋邊外 角處理，車槽，去槽邊毛刺處理，細車內(nèi)臺階處理，倒內(nèi)角及與滾道的交角處理，車外臺階處 理；其中，硬車加工留量分別為：平面〇. 4mm，內(nèi)臺階0. 6mm，外圓0. 45mm，外臺階0. 45mm，滾 道0. 6mm，法蘭盤擋邊0. 4mm;
[0023]六、對步驟五處理后的樣品進行穩(wěn)定處理，釋放應(yīng)力；之后磨端面、磨外圓、磨滾 道；
[0024] 七、對步驟六處理后的樣品進行銑軸向槽，即完成所述的滲碳鋼軸承套圈加工；其 中，銑軸向槽的操作為：首先用Φ3. 8的鉆頭在軸向槽的兩端位置鉆孔，之后用Φ4的銑刀 銑成成品。
[0025]本發(fā)明包含以下有益效果：
[0026]本發(fā)明針對如何控制其變形量的問題，進行深入的研宄和探討，調(diào)整加工流程、重 新確定加工留量、選擇耐用性高的刀具、優(yōu)化加工方法，成功地完成了滲碳鋼材料軸承套圈 的加工任務(wù)。
[0027]本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的加工理念，由原來的"火前加工"改為"火后加工"。將變形量 大的部位的加工工序移至滲碳和熱處理工序之后進行硬車，例如外徑、內(nèi)臺階、外臺階、槽 等工序。本發(fā)明的工藝流程如圖4所示。
[0028] 由于采用本發(fā)明的方法，熱處理后很大程度上提高了材料的硬度，同時增加了車 削難度。原來采用的硬質(zhì)合金車刀和加工留量已不能滿足生產(chǎn)需求，這就要求我們必須在 工藝流程、加工刀具、加工留量及加工方法上都做相應(yīng)的調(diào)整。
[0029] 本發(fā)明克服了滲碳鋼薄壁軸承難加工的缺點，成功地完成了這種材料軸承套圈的 加工。此方法可推廣到其它滲碳鋼材料軸承的加工，為今后同類產(chǎn)品的加工積累了保貴經(jīng) 驗，為滲碳鋼材料軸承的加工工藝的進一步研宄奠定了基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1軸承套圈結(jié)構(gòu)尺寸示意圖；
[0031] 圖2軸承套圈壁厚示意圖；
[0032] 圖3為軸承套圈減重槽示意圖；
[0033] 圖4為本發(fā)明的滲碳鋼軸承套圈加工方法流程示意圖。

【具體實施方式】

【具體實施方式】 [0034] 一：本實施方式的一種滲碳鋼軸承套圈加工方法，它是按照以下步 驟進行的：
[0035]一、粗車成型，對待加工樣品進行粗車成型；
[0036] 二、滲碳處理；
[0037] 在滲碳處理前，對粗車成型后的樣品中不需要滲碳的部位進行鍍銅處理，鍍銅厚 度為0.02?0.04_，在鍍銅后，進行脫銅，細車樣品的外圓、擋邊外圓及擋邊，再對樣品進 行倒外角及擋邊外角；
[0038]三、鉆、銑法蘭盤；
[0039] 采用雙向倒角銑刀對步驟二處理后的樣品進行去孔邊銳角和去法蘭盤毛刺處理， 然后采用雙向倒角銑刀去另一側(cè)孔邊毛刺；
[0040] 四、熱處理；
[0041] 將步驟三處理后的樣品以樣品軸線豎直且樣品大端朝下的方式放置，然后進行熱 處理；
[0042] 五、硬車；
[0043] 對步驟四處理的樣品進行粗車內(nèi)臺階處理，終車外圓、擋邊處理，倒外角及擋邊外 角處理，車槽，去槽邊毛刺處理，細車內(nèi)臺階處理，倒內(nèi)角及與滾道的交角處理，車外臺階處 理；其中，硬車加工留量分別為：平面〇. 4mm，內(nèi)臺階0. 6mm，外圓0. 45mm，外臺階0. 45mm，滾 道0. 6mm，法蘭盤擋邊0. 4mm;
[0044] 六、對步驟五處理后的樣品進行穩(wěn)定處理，釋放應(yīng)力；之后磨端面、磨外圓、磨滾 道；
[0045]七、對步驟六處理后的樣品進行銑軸向槽，即完成所述的滲碳鋼軸承套圈加工；其 中，銑軸向槽的操作為：首先用Φ3. 8的鉆頭在軸向槽的兩端位置鉆孔，之后用Φ4的銑刀 銑成成品。
[0046] 本實施方式鍍銅目的是將不需要滲碳的部位表面保護起來，鍍銅厚度為0. 02? 0.04_，要求銅層要致密，不得暴露原金屬。如果產(chǎn)品的毛坯留量做夠大，也可以不鍍銅。 但必須在不需要滲碳的部位預(yù)先留出一定的加工余量，其留量比滲碳層深度大一倍以上。 滲碳時，滲碳層深度由成品要求的滲碳層深度加上工藝加工留量。
[0047] 本實施方式步驟三中鉆、銑法蘭盤工序、去孔邊銳角、去法蘭盤毛刺工序必須一次 裝夾全部完成，便于保證法蘭盤孔的位置度要求。同時，去孔邊銳角、去另一側(cè)孔邊毛刺采 用雙向倒角銑刀，提高了法蘭盤孔倒角的均勻性，避免了采用其它設(shè)備或翻幅后二次裝夾， 提高了加工效率。
[0048] 本實施方式步驟四由于該產(chǎn)品的體積較大、結(jié)構(gòu)是非對稱式結(jié)構(gòu)，所以熱處理過 程中的擺放方式也很關(guān)鍵。必須軸線豎直、大端朝下擺放。另外，在產(chǎn)品壁最薄處以夾具內(nèi) 撐。
[0049] 本實施方式步驟六中進行穩(wěn)定處理，是由于硬車加工后存在硬車應(yīng)力，穩(wěn)定處理 即是應(yīng)力釋放的過程，使產(chǎn)品的精度穩(wěn)定。
[0050] 本實施方式步驟六中磨端面處理，該工序的目的為統(tǒng)一同一批次產(chǎn)品的高度尺 寸，為后續(xù)車滾道工序確定滾道位置、控制同批次產(chǎn)品滾道位置散差做好精度儲備。
[0051] 本實施方式步驟六中磨加工外圓、滾道處理，是為了滿足成品要求，提高產(chǎn)品的橢 圓度、錐度等形位精度要求。
[0052]【具體實施方式】二：本實施方式與【具體實施方式】一不同的是：步驟七中的銑刀加工 30個軸向槽后需更換銑刀再進行余下軸向槽的加工。其它與【具體實施方式】一相同。
[0053] 本實施方式因銑刀直徑小，軸向槽圓周尺寸較大，為了防止銑刀加工過程中磨損， 導致后續(xù)槽的表面質(zhì)量不滿足工藝要求，所以在達到銑刀的使用壽命前及時更換銑刀。

【具體實施方式】 [0054] 三：本實施方式與一不同的是：步驟七中的銑刀每加 工一個軸向槽后，銑刀再重新運行一個軸向槽加工循環(huán)。其它與一相同。
[0055] 本實施方式因為銑刀的直徑小，加工軸向槽一周時不可避免的會出現(xiàn)徑向方向上 的接痕。

【具體實施方式】 [0056] 四：本實施方式與一不同的是：粗車成型后的樣品， 若樣品的毛坯留量大于最大滲碳層深度與套圈變形量之和，則不需要鍍銅處理，只需在樣 品滲碳的部位預(yù)先留出相應(yīng)的加工留量。其它與一相同。

【具體實施方式】 [0057] 五：本實施方式與一不同的是：滲碳層深度為滲碳鋼 軸承套圈成品要求的滲碳層深度加上加工留量之和。其它與一相同。

【具體實施方式】 [0058] 六：本實施方式與一不同的是：步驟四中以樣品軸線 豎直且樣品大端朝下的方式放置后，在樣品最薄處以夾具進行內(nèi)撐，然后進行熱處理。其它 與一相同。
[0059] 本
【發(fā)明內(nèi)容】
不僅限于上述各實施方式的內(nèi)容，其中一個或幾個【具體實施方式】的組 合同樣也可以實現(xiàn)發(fā)明的目的。
[0060] 通過以下實施例驗證本發(fā)明的有益效果：
[0061] 實施例一
[0062] 結(jié)合圖4說明本實施例的滲碳鋼軸承套圈加工工藝。
[0063] 本實施例的一種滲碳鋼軸承套圈加工方法，是按照以下步驟進行的：
[0064] -、粗車成型，對待加工樣品進行粗車成型；包括：細車待加工樣品A面，細車外內(nèi) 圓，粗車擋邊外圓，倒內(nèi)、外角，細車B面、粗車外圓、擋邊、滾道，倒擋邊外角及內(nèi)、外角；
[0065] 二、滲碳處理；
[0066] 在滲碳處理前，對粗車成型后的樣品中不需要滲碳的部位進行鍍銅處理，鍍銅厚 度為0.02?0.04_，在鍍銅后，進行脫銅，細車樣品的外圓、擋邊外圓及擋邊，再對樣品進 行倒外角及擋邊外角；
[0067] 三、鉆、銑法蘭盤；
[0068] 采用雙向倒角銑刀對步驟二處理后的樣品進行去孔邊銳角和去法蘭盤毛刺處理， 然后采用雙向倒角銑刀去另一側(cè)孔邊毛刺；
[0069] 四、熱處理；
[0070] 將步驟三處理后的樣品以樣品軸線豎直且樣品大端朝下的方式放置，在樣品最薄 處以夾具進行內(nèi)撐，然后進行熱處理；熱處理后，進行細磨端面，為后續(xù)硬車加工提供良好 的基準精度儲備，退磁清洗；
[0071] 五、硬車；
[0072] 對步驟四處理的樣品進行粗車內(nèi)臺階處理，終車外圓、擋邊處理，倒外角及擋邊外 角處理，車槽，去槽邊毛刺處理，細車內(nèi)臺階處理，倒內(nèi)角及與滾道的交角處理，車外臺階處 理；其中，硬車加工留量分別為：平面〇. 4mm，內(nèi)臺階0. 6mm，外圓0. 45mm，外臺階0. 45mm，滾 道0. 6mm，法蘭盤擋邊0. 4mm;
[0073] 六、對步驟五處理后的樣品進行穩(wěn)定處理，釋放應(yīng)力。之后磨端面、磨外圓、磨滾 道；
[0074] 七、對步驟六處理后的樣品進行銑軸向槽處理，即完成所述的滲碳鋼軸承套圈加 工；其中，銑軸向槽的操作為：首先用Φ3. 8的鉆頭在軸向槽的兩端位置鉆孔，之后用Φ4 的銑刀銑成滿足成品要求的尺寸。
[0075] 本實施例的改變了傳統(tǒng)的加工理念，由原來的"火前加工"改為"火后加工"。將 變形量大的部位的加工工序移至滲碳和熱處理工序之后進行硬車，例如外徑、內(nèi)臺階、外臺 階、槽等工序。流程圖如圖4。
[0076] 本實施例的粗車成形時需要加大加工留量，盡量保留套圈壁的厚度及保證壁厚的 均一性，減小滲碳時的變形量；硬車時減小后續(xù)磨加工的磨削余量，因為熱處理后材料的硬 度提高，增加了磨削難度，采取"火后"硬車的方法可修整熱處理時的變形量，后續(xù)磨加工只 需進一步提高產(chǎn)品的幾何精度及表面質(zhì)量即可。
[0077] 表1"火前"和"火后"的磨加工留量對比單位
[0078]

【權(quán)利要求】
1. 一種滲碳鋼軸承套圈加工方法，其特征在于它是按照以下步驟進行的： 一、 粗車成型，對待加工樣品進行粗車成型； 二、 滲碳處理； 在滲碳處理前，對粗車成型后的樣品中不需要滲碳的部位進行鍍銅處理，鍍銅厚度為 0.02?0.04_，在鍍銅后，進行脫銅，細車樣品的外圓、擋邊外圓及擋邊，再對樣品進行倒 外角及擋邊外角； 三、 鉆、銑法蘭盤； 采用雙向倒角銑刀對步驟二處理后的樣品進行去孔邊銳角和去法蘭盤毛刺處理，然后 采用雙向倒角銑刀去另一側(cè)孔邊毛刺； 四、 熱處理； 將步驟三處理后的樣品以樣品軸線豎直且樣品大端朝下的方式放置，然后進行熱處 理； 五、 硬車； 對步驟四處理的樣品進行粗車內(nèi)臺階處理，終車外圓、擋邊處理，倒外角及擋邊外角處 理，車槽，去槽邊毛刺處理，細車內(nèi)臺階處理，倒內(nèi)角及與滾道的交角處理，車外臺階處理； 其中，硬車加工留量分別為：平面〇? 4mm，內(nèi)臺階0? 6mm，夕卜圓0? 45mm，夕卜臺階0? 45mm，滾道 0. 6mm，法蘭盤擋邊0. 4mm ; 六、 對步驟五處理后的樣品進行穩(wěn)定處理，釋放應(yīng)力；之后磨端面、磨外圓、磨滾道； 七、 對步驟六處理后的樣品進行銑軸向槽，即完成所述的滲碳鋼軸承套圈加工；其中， 銑軸向槽的操作為：首先用?3. 8的鉆頭在軸向槽的兩端位置鉆孔，之后用的銑刀銑成 成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲碳鋼軸承套圈加工方法，其特征在于步驟七中的銑刀 加工30個軸向槽后需更換銑刀再進行余下軸向槽的加工。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲碳鋼軸承套圈加工方法，其特征在于步驟七中的銑刀 每加工一個軸向槽后，銑刀再重新運行一個軸向槽加工循環(huán)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲碳鋼軸承套圈加工方法，其特征在于粗車成型后的樣 品，若樣品的毛坯留量大于最大滲碳層深度與套圈變形量之和，則不需要鍍銅處理，只需在 樣品滲碳的部位預(yù)先留出相應(yīng)的加工留量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種滲碳鋼軸承套圈加工方法，其特征在于滲碳層深度為滲 碳鋼軸承套圈成品要求的滲碳層深度加上加工留量之和。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滲碳鋼軸承套圈加工方法，其特征在于步驟四中以樣品 軸線豎直且樣品大端朝下的方式放置后，在樣品最薄處以夾具進行內(nèi)撐，然后進行熱處理。
【文檔編號】B23P15/00GK104493446SQ201510036356
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月23日
【發(fā)明者】楊樹新, 劉海波, 吳玫, 劉軍和, 王松濤, 孫慧廣, 薛雪, 夏云志, 王亞軍 申請人:中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司