專利名稱：中大型軸承滾動體的精密塑性成型技術(shù)的制作方法
專利說明中大型軸承滾動體的精密塑性成型技術(shù) 本發(fā)明涉及軸承滾動體成型技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種中大型軸承滾動體的精密塑性成型技術(shù)。根據(jù)軸承的類型不同，滾動軸承的滾動體可分為球形滾珠、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削成形，冷鍛主要用于直徑小于20mm的滾動體。當(dāng)滾動體的直徑尺寸大于20mm時，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體的優(yōu)勢較明顯。主要表現(xiàn)在成形力明顯下降、金屬的流動性能好易于成形等。但是熱鍛時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，在軸承滾動體成形方面，熱鍛工藝一般不常采用。
長期以來，直徑大于20mm的非等截面軸承滾動體多數(shù)采用棒料車削成形，切削工藝是將圓形棒料在車床上切削工作面，然后切割分離，再進(jìn)行倒角、車制凹穴等。
車削成形除了采用多軸車床自動加工外，大多數(shù)企業(yè)還是采用單臺車床連線生產(chǎn)。
車削成形是通過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，車削前還要對原材料進(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，球面或圓錐面車削成形后，原材料的纖維流線會在滾動體的工作表面露頭，影響了滾動體的耐疲勞性能，極易在其工作表面引起疲勞剝落?？梢?，滾動體的車削加工工藝無論從材料消耗、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℃以上時金屬發(fā)生劇烈氧化的過程發(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體的精密塑性成型技術(shù)。
為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明通過以下方法來實現(xiàn)一種中大型軸承滾動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)來成形中大型軸承滾動體。塑性成形工藝是通過轉(zhuǎn)移金屬體積來成形零件，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削工藝提高25～30％以上。
下料的方式采用冷剪切下料，并由專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，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，以吸附潤滑劑。所涂覆潤滑劑為石墨復(fù)合潤滑劑。
溫鍛是利用中溫時金屬材料塑性好，變形抗力低和氧化燒損少的特點進(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℃以上時金屬發(fā)生劇烈氧化的過程，加熱后鍛件表面僅生成極微的氧化膜。同時，因加熱溫度沒有達(dá)到材料的相變溫度，鍛后仍然得到原材料時的球狀珠光體組織。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，降低了對原材料直徑的要求。同時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，需要完成工件的全部成形過程，并使工件達(dá)到規(guī)定的形狀和尺寸精度。
在中溫成形時，材料的成形性能好，其尺寸精度受溫度波動的影響小，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)行任何的車削加工。
本發(fā)明的最后一個工藝步驟為切邊，切邊步驟與終成型工序一起在級進(jìn)模上同時完成，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℃以上時金屬發(fā)生劇烈氧化的過程，鍛后仍然得到原材料時的球狀珠光體組織。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)行任何的車削加工。
4.應(yīng)用了專用的溫鍛潤滑劑，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)，并涂覆潤滑劑，所涂覆潤滑劑為石墨復(fù)合潤滑劑，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℃以上時金屬發(fā)生劇烈氧化的過程，鍛后仍然得到原材料時的球狀珠光體組織。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進(jìn)模上同時完成。材料利用率較車削工藝提高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進(jìn)模上同時完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中大型軸承滾動體的精密塑性成型技術(shù)，其特征在于所涂覆潤滑劑為石墨復(fù)合潤滑劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中大型軸承滾動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)明涉及軸承滾動體成型技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種中大型軸承滾動體的精密塑性成型技術(shù)。一種中大型軸承滾動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℃以上時金屬發(fā)生劇烈氧化的過程，鍛后仍然得到原材料時的球狀珠光體組織。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。材料利用率較車削工藝提高25～30％，生產(chǎn)效率則提高了十倍以上。
文檔編號B21K1/00GK1672833SQ20051002528
公開日2005年9月28日 申請日期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 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)