CN113399957B - 一种内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法 - Google Patents
一种内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法，涉及一种保持架的加工方法。为了解决圆柱滚子轴承实体保持架的加工难度大的问题。方法：棒料矫直；清理棒料表面污物杂质，去应力退火；细车平面、细车内径、细车外径、倒内角、倒外角和切断；细车切断面；水浸超声探伤；细车内径、第一平面、外径、第二平面；打标记；均磨第一平面和第二平面；钻圆孔，铣方孔；拉削方孔；磨外径；终车内径；车外台阶；去毛刺；光饰；滚压锁点；清洗、漂洗、去应力退火；荧光渗透探伤；离子注入。本发明滚压锁点的加工方法，使锁点尺寸稳定统一，锁紧量均匀一致，提高了保持架的加工精度和效率，同时提高了保持架自身材料硬度和耐磨性能，降低了加工难度。
Description
技术领域
本发明涉及一种保持架的加工方法。
背景技术
随着现代工业的发展，对发动机主轴轴承的要求越来越高，为了消除轴承安装，拆卸及轴承分解检查中滚动体与保持架、外圈或内圈分离的现象，提高轴承安装过程中的可靠性，轴承结构设计为滚动体与保持架、内圈不可分离的结构，那么该类型结构的轴承对保持架锁点一致性的要求较高，保持架锁点结构分为内锁点和外锁点两种形式。
圆柱滚子轴承保持架兜孔锁点用来将滚子、保持架和单个套圈组合成一个整体，锁点的大小直接影响保持架的锁紧量，保持架兜孔锁紧量过小会在安装使用过程中出现掉滚子的现象，反之，保持架兜孔锁紧量过大又会使滚子卡死，因此圆柱滚子轴承实体保持架的加工难度大。
发明内容
本发明为了解决圆柱滚子轴承实体保持架的加工难度大的问题，提出了一种内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法。
本发明内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法按照以下步骤依次进行：
一、将棒料置于矫直机上矫直整形至直线度≤0.35mm；
因内径、外径、内倒角、外倒角的加工在数控棒料机上进行，数控棒料机对原材料的直线度有一定的要求，一般要求直线度≤0.35mm，如果棒料不直，在加工时，因棒料要以800～1000r/min的速度旋转，导致棒料在料道里旋转时产生的离心力很大，影响产品的加工精度，即内径和外径的同轴度超差，直接影响产品壁厚差超差，加工的内倒角、外倒角不均匀一致。最终导致产品报废处理。通过矫直机的矫直辊对棒材进行挤压使其改变直线度。在后续的细车内径、细车外径、倒内角、倒外角加工之前，通过矫直机的矫直辊对棒材进行挤压使其改变直线度，进行原材料矫直整形，能够保证加工精度。
二、清理棒料表面污物杂质，去应力退火；
原材料矫直整形后增加去应力退火，能够消除原材料矫直整形产生的内应力及原材料出厂本身自带的内应力，防止内应力使材料产生裂纹或变形，以及工件在切削加工过程中发生变化，导致工件椭圆度超差；
三、在数控棒料机上细车平面、细车内径、细车外径、倒内角、倒外角和切断；
四、细车切断面至Ra＜1.6μm；
五、水浸超声探伤；
六、细车内径及第一平面，并倒角；
七、细车外径及第二平面，并倒角；
八、打标记；
九、均磨第一平面和第二平面至尺寸公差控制在0.005mm以内，平面平行差控制在0.002mm以内；
增加均磨两平面工序的目的是提高钻孔、铣方孔及最终拉方孔的位置精度，并且为后工序滚压锁点奠定良好的加工基础，因两平面是滚压锁点工序的加工基准，提高两平面的加工精度，从而进一步提高保持架锁点加工的一致性及稳定性，减少锁点尺寸的加工散差。
十、先钻圆孔，然后在圆孔的基础上铣方孔
十一、拉削方孔；
十二、磨外径；
十三、终车内径；
十四、车外台阶；
十五、去毛刺；
十六、光饰；
十七、滚压锁点；
滚压锁点时滚压锁点工装的心轴固定在刀架上，滚轮和心轴均固定不转动，步骤十六得到的光饰后的保持架装夹在数控卡盘上、并与数控卡盘一同转动，滚轮对准外径，以第一平面为基准在外径上进行一侧的锁点的滚压；然后翻转保持架并重新固定在数控卡盘上、并与数控卡盘一同转动，滚轮对准外径，以第二平面为基准在外径上进行另一侧的锁点的滚压；
滚轮由圆筒形主体和圆筒形主体外壁上设置的环形的凸台构成，凸台的轴向剖面为锥形，凸台的锥尖为弧面；滚压锁点工装由螺母、压板、滚轮和心轴构成，滚轮套设在心轴上，滚轮两侧设置有压板，螺母设置在心轴的最外端；
本发明采用滚压的加工方式形成保持架锁点，滚压加工是将高硬度且光滑的滚轮与金属表面滚压接触，使金属表面层发生局部微量的塑性变形，变形后得到改善表面粗糙度的塑性变形的一种加工方法，且使被加工的表面致密化。本发明分别以第一平面和第二平面作为不同的锁点滚压的基准面，并使用滚压的加工方法加工锁点，使保持架兜孔锁点本身的锁紧量一致性及稳定性较好，加工的锁点散差在0.01～0.02mm之间，保证滚子凸出保持架兜孔锁点的凸出量均匀一致，锁点尺寸稳定统一，锁紧量均匀一致，为轴承后续装配打下良好基础，避免了因保持架兜孔锁紧量过小会在安装使用过程中出现掉滚子的现象，及保持架兜孔锁紧量过大又会使滚子卡死的质量问题，提高了保持架的加工精度和效率。
十八、依次进行清洗、漂洗、去应力退火；
滚压锁点加工完成后增加去应力退火工序，其目的是为了去除机械加工产生的残余应力、及滚压加工产生压缩残留应力，保证锁定尺寸及其它尺寸精度的稳定性及一致性。
十九、荧光渗透探伤；
二十、离子注入；先进行氮元素的注入，然后再进行钽元素的注入，形成20～25nm的氮化钽层，重复注入，得到4～6层氮化钽层；离子注入后可以改变材料表面层的剩余应力，由于材料表面剩余拉应力能加速疲劳裂纹的生成，加速材料疲劳，而表面剩余压应力能延缓疲劳裂纹的生成，所以离子注入后改善铝青铜疲劳强度，使有害的剩余拉应力减少，甚至转化为压应力，延缓疲劳裂纹的生成，因此离子注入能够提高抗疲劳强度，同时离子注入还能够提高材料的表面硬度、耐磨性能和抗电化学腐蚀性能。
二十一、依次进行清洗、终检、镀银和包装。
本发明有益效果：
本发明滚压锁点的加工方法，使锁点尺寸稳定统一，锁紧量均匀一致，避免了因保持架兜孔锁紧量过小导致安装使用过程中出现掉滚子的现象，及也能避免保持架兜孔锁紧量过大导致滚子卡死的质量问题，提高了保持架的加工精度和效率，降低了加工难度。
附图说明
图1实施例1中为轴承保持架的结构示意图，图中：1-外台阶，2-一侧锁点，3-外径，4-另一侧锁点，5-内径，6-方孔，7-第一平面，8-内角，9-外角，10-第二平面；
图2为滚轮15的结构示意图；
图3为滚压锁点工装结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一：本实施方式内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法按照以下步骤依次进行：
一、将棒料置于矫直机上矫直整形至直线度≤0.35mm；
二、清理棒料表面污物杂质，去应力退火；
三、在数控棒料机上细车平面、细车内径、细车外径、倒内角、倒外角和切断；
四、细车切断面至Ra＜1.6μm；
五、水浸超声探伤；
六、细车内径及第一平面，并倒角；
七、细车外径及第二平面，并倒角；
八、打标记；
九、均磨第一平面和第二平面至尺寸公差控制在0.005mm以内，平面平行差控制在0.002mm以内；
十、先钻圆孔，然后在圆孔的基础上铣方孔
十一、拉削方孔；
十二、磨外径；
十三、终车内径；
十四、车外台阶；
十五、去毛刺；
十六、光饰；
十七、滚压锁点；
滚压锁点时滚压锁点工装的心轴16固定在刀架上，滚轮15和心轴16均固定不转动，步骤十六得到的光饰后的保持架装夹在数控卡盘上、并与数控卡盘一同转动，滚轮15对准外径，以第一平面为基准在外径上进行一侧的锁点的滚压；然后翻转保持架并重新固定在数控卡盘上、并与数控卡盘一同转动，滚轮15对准外径，以第二平面为基准在外径上进行另一侧的锁点的滚压；
滚轮15由圆筒形主体11和圆筒形主体11外壁上设置的环形的凸台12构成，凸台12的轴向剖面为锥形，凸台12的锥尖为弧面；滚压锁点工装由螺母13、压板14、滚轮15和心轴16构成，滚轮15套设在心轴16上，滚轮15两侧设置有压板14，螺母13设置在心轴16的最外端；
十八、依次进行清洗、漂洗、去应力退火；
十九、荧光渗透探伤；
二十、离子注入；先进行氮元素的注入，然后再进行钽元素的注入，形成20～25nm的氮化钽层，重复注入，得到4～6层氮化钽层；
二十一、依次进行清洗、终检、镀银和包装。
本实施方式滚压锁点的加工方法，使锁点尺寸稳定统一，锁紧量均匀一致，避免了因保持架兜孔锁紧量过小导致安装使用过程中出现掉滚子的现象，及也能避免保持架兜孔锁紧量过大导致滚子卡死的质量问题，提高了保持架的加工精度和效率，降低了加工难度。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二所述去应力退火工艺为：加热温度：520±10℃，保温时间：40～50min，空冷。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤十七中滚压锁点时车床转速为100～150r/min，进给量为0.2～0.4mm，滚压锁点时间为1～2min。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤十七所述滚压锁点工装采用W18Cr4V材料加工而成，热处理后的硬度达到HRC60～62。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤十八所述去应力退火工艺为：加热温度：520±10℃，保温时间：40～50min，冷却方式：充入氮气冷至45℃以下，出炉。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二十所述离子注入材料表面的深度为100～150nm。
实施例1：
本实施例以铝青铜材料为例，以某种型号轴承保持架为例，保持架的结构见图1所示；本实施例内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法按照以下步骤依次进行：
一、将棒料置于矫直机上矫直整形至直线度≤0.35mm；
二、清理棒料表面污物杂质，去应力退火；
步骤二所述去应力退火工艺为：加热温度：520±10℃，保温时间：45min，空冷。
去应力退火采用的设备名称为箱式电阻炉，设备型号为BTF-400；
三、在数控棒料机上细车平面、细车内径、细车外径、倒内角、倒外角和切断；
四、细车切断面至Ra＜1.6μm；
五、水浸超声探伤；
六、细车内径及第一平面，并倒角；
七、细车外径及第二平面，并倒角；
八、打标记；
九、均磨第一平面和第二平面至尺寸公差控制在0.005mm以内，平面平行差控制在0.002mm以内；
十、先钻圆孔，然后在圆孔的基础上铣方孔
十一、拉削方孔；
十二、磨外径；
十三、终车内径；
十四、车外台阶；
十五、去毛刺；
十六、光饰；
十七、滚压锁点；
滚压锁点时滚压锁点工装的心轴16固定在刀架上，滚轮15和心轴16均固定不转动，步骤十六得到的光饰后的保持架装夹在数控卡盘上、并与数控卡盘一同转动，滚轮15对准外径，以第一平面为基准在外径上进行一侧的锁点的滚压；然后翻转保持架并重新固定在数控卡盘上、并与数控卡盘一同转动，滚轮15对准外径，以第二平面为基准在外径上进行另一侧的锁点的滚压；
步骤十七中滚压锁点时车床转速为120r/min，进给量为0.3mm，滚压锁点时间为1.5min；
步骤十七中滚轮15由圆筒形主体11和圆筒形主体11外壁上设置的环形的凸台12构成，凸台12的轴向剖面为锥形，凸台12的锥尖为弧面；滚压锁点工装由螺母13、压板14、滚轮15和心轴16构成，滚轮15套设在心轴16上，滚轮15两侧设置有压板14，螺母13设置在心轴16的最外端；
步骤十七所述滚压锁点工装采用W18Cr4V材料加工而成，热处理后的硬度达到HRC60～62；
十八、依次进行清洗、漂洗、去应力退火；
步骤十八所述去应力退火工艺为：加热温度：520±10℃，保温时间：50min，冷却方式：充入氮气冷至45℃以下，出炉。
去应力退火采用的设备名称为真空气淬炉，设备型号为B84T；
十九、荧光渗透探伤；
二十、离子注入；
先进行氮元素的注入，然后再进行钽元素的注入，形成20～25nm的氮化钽层，重复注入，得到6层氮化钽层；
二十一、依次进行清洗、终检、镀银和包装。实施例1所得保持架加工精度见表2。
步骤十八去应力退火工艺前的清洗、漂洗工艺见表1，装炉前需要进行清洗，保持架表面应保持清洁，不能有水分、印痕、锈蚀、裂纹及磕碰伤等缺陷。清洗及漂洗要求见表1。
表1
表2
经过本实施例加工实践证明，改进后的工艺合理可行，解决了保持架锁点不易控制、不稳定的问题，该种加工方法使锁点尺寸稳定统一，锁紧量均匀一致，避免了因保持架兜孔锁紧量过小会在安装使用过程中出现掉滚子的现象，及保持架兜孔锁紧量过大又会使滚子卡死的质量问题，提高了保持架的加工精度和效率，同时也提高了保持架自身的硬度及耐磨性能。并且也为加工其它类似结构的保持架积累了宝贵的第一手资料，奠定了加工基础。
Claims (5)
1.一种内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法，其特征在于：该方法按照以下步骤依次进行：
一、将棒料置于矫直机上矫直整形至直线度≤0.35mm；
二、清理棒料表面污物杂质，去应力退火；
三、在数控棒料机上细车平面、细车内径、细车外径、倒内角、倒外角和切断；
四、细车切断面至Ra＜1.6μm；
五、水浸超声探伤；
六、细车内径及第一平面，并倒角；
七、细车外径及第二平面，并倒角；
八、打标记；
九、均磨第一平面和第二平面至尺寸公差控制在0.005mm以内，平面平行差控制在0.002mm以内；
十、先钻圆孔，然后在圆孔的基础上铣方孔；
十一、拉削方孔；
十二、磨外径；
十三、终车内径；
十四、车外台阶；
十五、去毛刺；
十六、光饰；
十七、滚压锁点；
滚压锁点时滚压锁点工装的心轴(16)固定在刀架上，滚轮(15)和心轴(16)均固定不转动，步骤十六得到的光饰后的保持架装夹在数控卡盘上、并与数控卡盘一同转动，滚轮(15)对准外径，以第一平面为基准在外径上进行一侧的锁点的滚压；然后翻转保持架并重新固定在数控卡盘上、并与数控卡盘一同转动，滚轮(15)对准外径，以第二平面为基准在外径上进行另一侧的锁点的滚压；
滚轮(15)由圆筒形主体(11)和圆筒形主体(11)外壁上设置的环形的凸台(12)构成，凸台(12)的轴向剖面为锥形，凸台(12)的锥尖为弧面；滚压锁点工装由螺母(13)、压板(14)、滚轮(15)和心轴(16)构成，滚轮(15)套设在心轴(16)上，滚轮(15)两侧设置有压板(14)，螺母(13)设置在心轴(16)的最外端；
十八、依次进行清洗、漂洗、去应力退火；
十九、荧光渗透探伤；
二十、离子注入；先进行氮元素的注入，然后再进行钽元素的注入，形成20～25nm的氮化钽层，重复注入，得到4～6层氮化钽层；
二十一、依次进行清洗、终检、镀银和包装。
2.根据权利要求1所述的内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法，其特征在于：步骤二所述去应力退火工艺为：加热温度：520±10℃，保温时间：40～50min，空冷。
3.根据权利要求1所述的内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法，其特征在于：步骤十七中滚压锁点时车床转速为100～150r/min，进给量为0.2～0.4mm，滚压锁点时间为1～2min。
4.根据权利要求1所述的内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法，其特征在于：步骤十七所述滚压锁点工装采用W18Cr4V材料加工而成，热处理后的硬度达到HRC60～62。
5.根据权利要求1所述的内圈有双挡边的圆柱滚子轴承实体保持架的加工方法，其特征在于：步骤十八所述去应力退火工艺为：加热温度：520±10℃，保温时间：40～50min，冷却方式：充入氮气冷至45℃以下，出炉。
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