專(zhuān)利名稱(chēng)：中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù) 本發(fā)明涉及軸承滾動(dòng)體成型技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)。根據(jù)軸承的類(lèi)型不同，滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體可分為球形滾珠、球面滾子、圓柱滾子、滾針和圓錐滾子等多種形式。其中的球形滾珠、球面滾子和圓錐滾子均為非等截面的滾動(dòng)體，不能采用圓棒料直接磨削加工。目前常用的成型方法為冷鍛或車(chē)削成形，冷鍛主要用于直徑小于20mm的滾動(dòng)體。當(dāng)滾動(dòng)體的直徑尺寸大于20mm時(shí)，軸承鋼的變形力急劇上升，冷鍛的模具單位負(fù)荷明顯增大，使模具的壽命難以維持正常生產(chǎn)。再者工件因材料的硬度影響易出現(xiàn)裂紋或使原材料表面的顯微裂紋擴(kuò)展，造成表面裂紋等缺陷。
單就成形力而言，熱鍛成形非等截面軸承滾動(dòng)體的優(yōu)勢(shì)較明顯。主要表現(xiàn)在成形力明顯下降、金屬的流動(dòng)性能好易于成形等。但是熱鍛時(shí)的加熱溫度通常處于1000℃以上，坯料的氧化、脫碳和燒損等嚴(yán)重，成形后鍛件上留有較厚的氧化皮和一定的脫碳層，造成鍛件的機(jī)械加工余量較大，再者鍛后還要進(jìn)行退火。不利于降低原材料消耗和精化鍛件，而且鍛件的精度不高、機(jī)械加工余量大不能直接進(jìn)行磨削。所以，在軸承滾動(dòng)體成形方面，熱鍛工藝一般不常采用。
長(zhǎng)期以來(lái)，直徑大于20mm的非等截面軸承滾動(dòng)體多數(shù)采用棒料車(chē)削成形，切削工藝是將圓形棒料在車(chē)床上切削工作面，然后切割分離，再進(jìn)行倒角、車(chē)制凹穴等。
車(chē)削成形除了采用多軸車(chē)床自動(dòng)加工外，大多數(shù)企業(yè)還是采用單臺(tái)車(chē)床連線生產(chǎn)。
車(chē)削成形是通過(guò)去除多余金屬而成形零件。為了保證原材料的脫碳層和表面缺陷不致影響零件的表面質(zhì)量和內(nèi)部組織，車(chē)制件的外徑應(yīng)小于棒料直徑1-2mm。另外，標(biāo)準(zhǔn)的圓棒料直徑一般很難與零件的直徑相匹配，車(chē)削前還要對(duì)原材料進(jìn)行拉拔，使加工費(fèi)用上升。若直接采用標(biāo)準(zhǔn)直徑的棒料進(jìn)行車(chē)削，則棒料直徑要大于零件名義直徑2-4mm，再加上零件與零件間的割刀縫不小于5mm，因此，切削工藝的材料利用率僅為50～60％。再者，軋制的圓棒料的纖維流線是沿軸線連續(xù)分布，球面或圓錐面車(chē)削成形后，原材料的纖維流線會(huì)在滾動(dòng)體的工作表面露頭，影響了滾動(dòng)體的耐疲勞性能，極易在其工作表面引起疲勞剝落?？梢?jiàn)，滾動(dòng)體的車(chē)削加工工藝無(wú)論從材料消耗、能耗、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率等方面都屬于粗放型生產(chǎn)。本發(fā)明目的在于提供一種能避免800℃以上時(shí)金屬發(fā)生劇烈氧化的過(guò)程發(fā)生的、鍛后仍然得到原材料的球狀珠光體組織的、材料的成形性能好的及材料利用率高的中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)，其特征在于包括以下步驟(1)下料(2)表面清理并涂覆潤(rùn)滑劑(3)中頻感應(yīng)加熱(4)溫鍛預(yù)成型
(5)溫鍛終成型(6)切邊本發(fā)明采用精密塑性成形，即溫鍛技術(shù)來(lái)成形中大型軸承滾動(dòng)體。塑性成形工藝是通過(guò)轉(zhuǎn)移金屬體積來(lái)成形零件，其材料利用率要大大高于切削成形，就圓錐滾子和球面滾子而言，其單件平均材料利用率可比車(chē)削工藝提高25～30％以上。
下料的方式采用冷剪切下料，并由專(zhuān)用的棒料精密剪切模精密剪切。料段端面要求傾斜小于2度，料段的重量誤差要小于1％。
在進(jìn)行表面清理時(shí)，需要清除坯料表面的的氧化皮、污漬、毛刺和雜質(zhì)，并在坯料的表面形成細(xì)小的麻點(diǎn)，以吸附潤(rùn)滑劑。所涂覆潤(rùn)滑劑為石墨復(fù)合潤(rùn)滑劑。
溫鍛是利用中溫時(shí)金屬材料塑性好，變形抗力低和氧化燒損少的特點(diǎn)進(jìn)行成形的塑性成形技術(shù)。其成形力僅為冷擠壓的三分之一到二分之一，成形精度接近冷擠壓。
本發(fā)明用溫鍛的始鍛溫度為700℃。這樣可以避免800℃以上時(shí)金屬發(fā)生劇烈氧化的過(guò)程，加熱后鍛件表面僅生成極微的氧化膜。同時(shí)，因加熱溫度沒(méi)有達(dá)到材料的相變溫度，鍛后仍然得到原材料時(shí)的球狀珠光體組織。并且球狀珠光體晶粒細(xì)化、分布均勻，為熱處理淬火做了較好的組織準(zhǔn)備，去除了熱鍛時(shí)的鍛后退火工序。
中頻感應(yīng)加熱后，即可進(jìn)行預(yù)成形，可以得到所需的制坯直徑，降低了對(duì)原材料直徑的要求。同時(shí)可使工件端面初步成型，這樣有利于最終成形。
在進(jìn)行溫鍛終成型時(shí)，需要完成工件的全部成形過(guò)程，并使工件達(dá)到規(guī)定的形狀和尺寸精度。
在中溫成形時(shí)，材料的成形性能好，其尺寸精度受溫度波動(dòng)的影響小，溫鍛件的尺寸精度接近冷擠壓件，可達(dá)到±0.1～0.15mm，鍛后可直接上磨床進(jìn)行磨削，不需要再進(jìn)行任何的車(chē)削加工。
本發(fā)明的最后一個(gè)工藝步驟為切邊，切邊步驟與終成型工序一起在級(jí)進(jìn)模上同時(shí)完成，這樣可防止終鍛溫度低于550℃，避免金屬的“藍(lán)脆”區(qū)域，防止零件出現(xiàn)裂紋。
溫鍛成形后的鍛件纖維流線沿鍛件輪廓連續(xù)分布，避免了切削件在工作面纖維露頭的現(xiàn)象，有利于提高滾動(dòng)體的耐疲勞性能。由于采用曲柄壓力機(jī)連線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率也大幅度提高。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1.材料的選擇余地大，避免零件表面的顯微裂紋及其擴(kuò)展。
2.本技術(shù)的始鍛溫度定為700℃。這樣可以避免800℃以上時(shí)金屬發(fā)生劇烈氧化的過(guò)程，鍛后仍然得到原材料時(shí)的球狀珠光體組織。并且球狀珠光體晶粒細(xì)化、分布均勻，為熱處理淬火做了較好的組織準(zhǔn)備，去除了熱鍛時(shí)的鍛后退火工序。
3.溫鍛件的尺寸精度接近冷擠壓件，可達(dá)到±0.1～0.15mm，鍛后可直接上磨床進(jìn)行磨削，不需要再進(jìn)行任何的車(chē)削加工。
4.應(yīng)用了專(zhuān)用的溫鍛潤(rùn)滑劑，保證了成形的穩(wěn)定性和模具壽命。
5.材料利用率較車(chē)削工藝提高25～30％，生產(chǎn)效率則提高了十倍以上。一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)，包括以下步驟先下料，再進(jìn)行表面清理去除表面的氧化皮、污漬和毛刺和雜質(zhì)，并涂覆潤(rùn)滑劑，所涂覆潤(rùn)滑劑為石墨復(fù)合潤(rùn)滑劑，然后中頻感應(yīng)加熱，本工藝的始鍛溫度定為700℃。這樣可以避免800℃以上時(shí)金屬發(fā)生劇烈氧化的過(guò)程，鍛后仍然得到原材料時(shí)的球狀珠光體組織。并且球狀珠光體晶粒細(xì)化、分布均勻。再進(jìn)行溫鍛預(yù)成型，溫鍛終成型，最后進(jìn)行切邊，切邊步驟與終成型工序一起在級(jí)進(jìn)模上同時(shí)完成。材料利用率較車(chē)削工藝提高25～30％，生產(chǎn)效率則提高了十倍以上。
權(quán)利要求
1.一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)，其特征在于包括以下步驟(1)下料；(2)表面清理并涂覆潤(rùn)滑劑；(3)中頻感應(yīng)加熱；(4)溫鍛預(yù)成型；(5)溫鍛終成型；(6)切邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)，其特征在于下料的方式采用冷剪切下料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)，其特征在于切邊步驟與終成型工序一起在級(jí)進(jìn)模上同時(shí)完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)，其特征在于所涂覆潤(rùn)滑劑為石墨復(fù)合潤(rùn)滑劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)，其特征在于中頻感應(yīng)加熱的溫度為700℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)，其特征在于溫鍛成型后，工件的尺寸精度可達(dá)到±0.1～0.15mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)，其特征在于溫鍛成型后，鍛件不需任何車(chē)削工序，可直接進(jìn)行磨削。
全文摘要
本發(fā)明涉及軸承滾動(dòng)體成型技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)。一種中大型軸承滾動(dòng)體的精密塑性成型技術(shù)，包括以下步驟1.下料；2.表面清理并涂覆潤(rùn)滑劑；3.中頻感應(yīng)加熱；4.溫鍛預(yù)成型；5.溫鍛終成型；6.切邊；本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)材料的選擇余地大，避免零件表面的顯微裂紋及其擴(kuò)展。本技術(shù)的始鍛溫度定為700℃。這樣可以避免800℃以上時(shí)金屬發(fā)生劇烈氧化的過(guò)程，鍛后仍然得到原材料時(shí)的球狀珠光體組織。并且球狀珠光體晶粒細(xì)化、分布均勻，為熱處理淬火做了較好的組織準(zhǔn)備，去除了熱鍛時(shí)的鍛后退火工序。溫鍛件的尺寸精度接近冷擠壓件，保證了成形的穩(wěn)定性和模具壽命。材料利用率較車(chē)削工藝提高25～30％，生產(chǎn)效率則提高了十倍以上。
文檔編號(hào)B21K1/00GK1672833SQ20051002528
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者徐新成, 劉淑梅, 趙中華, 張水忠 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)