本發(fā)明涉及一種降低熱處理彎曲量的軸加工工藝。

背景技術(shù)：

軸承是工業(yè)生產(chǎn)中常用的部件。例如汽車冷卻水泵用軸承由一個細長的軸(如圖1所示)和一個外圈以及附件組成。軸的結(jié)構(gòu)又分為直軸、二臺階軸和多臺階軸組成。軸的加工主要工藝為：下料－>車削－>熱處理－>磨削……裝配－>出貨。

熱處理是一個軸加工工序中的關(guān)鍵工序。熱處理是指材料在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預(yù)期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。軸經(jīng)過熱處理才能達到合適的機械性能、優(yōu)良的工作要求。但經(jīng)過熱處理后，軸將不同程度發(fā)生彎曲和變形，尤其是臺階軸和長徑比大于4以上的細長軸，彎曲量更大。目前軸加工的熱處理階段全部采用表面淬火，替代以前的整體淬火，淬火層深度在0.8-4毫米。

為了防止熱處理后軸彎曲和變形引起的報廢，目前廠家采取的辦法是增加磨削余量來糾正彎曲和變形量，即在車加工工序中將軸的直徑車大一些，磨削時多磨一些。用犧牲效率來達到產(chǎn)品要求，減少報廢量。

表面粗糙度(surfaceroughness)是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離(波距)很小(在1mm以下)，它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。

表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時表面層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。

表面粗糙度與機械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關(guān)系，對機械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標注采用ra。

同軸度就是定位公差，理論正確位置即為基準軸線。由于被測軸線對基準軸線的不同點可能在空間各個方向上出現(xiàn)，故其公差帶為一以基準軸線為軸線的圓柱體，公差值為該圓柱體的直徑，在公差值前總加注符號“φ”。

傳統(tǒng)的制備工藝由于熱變形較大，因此磨削所需要的時間也較長，例如汽車冷卻水泵用軸承上軸磨削的時間大約是35～45s。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)中軸彎曲量大、軸加工時間較長，本發(fā)明的目的在于提供一種降低熱處理彎曲量的軸加工工藝，主要用于制備汽車冷卻水泵用軸承上的軸，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種降低熱處理彎曲量的軸加工工藝，所述加工工藝至少包括以下步驟：下料、車削，熱處理，磨削，所述車削時制備的半成品軸表面粗糙度小于等于6.3。

表面粗糙度用ra表示。

下料是借助于下料機運動的作用力加壓于刀模，對材料進行切割加工的機器。

車削即車床加工，車床加工是機械加工的一部份。車床加工主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進行車削加工。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應(yīng)的加工。

在現(xiàn)有技術(shù)中車削的過程中采用數(shù)控機床可以很容易的實現(xiàn)物料表面粗糙度的改變。

所述磨削主要是指磨外徑，打磨弧面。

熱處理是一個軸加工工序中的關(guān)鍵工序。熱處理是指材料在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預(yù)期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。

在本發(fā)明中所述下料、車削，熱處理，磨削都是現(xiàn)有技術(shù)，為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。

優(yōu)選地，所述車削后制備的軸表面粗糙度小于等于6。

優(yōu)選地，所述車削后制備的軸表面粗糙度小于等于5。

所述車削時磨削余量為0.20～0.25mm。所述磨削余量指的是產(chǎn)品在車削時，給磨削加工留下的加工余量。

優(yōu)選地，所述車削時半成品軸的同軸度小于等于0.05mm。

如上所述，本發(fā)明的降低熱處理彎曲量的軸加工工藝，具有以下有益效果：

由于提高了物料的表面粗糙度，因此增大了物料的表面應(yīng)力，進而減少了熱處理的變形，應(yīng)力越大，彎曲量越大。熱處理后軸彎曲和變形從原來0.35max減小到0.10max以下，由此減少軸磨削所需時間；提高磨加工效率，例如制備一個汽車冷卻水泵用軸承上的軸時平均磨削每個軸可以節(jié)省5秒，大大提高了生產(chǎn)的效率。

原工藝車削的ra(表面粗糙度)12.5，同軸度在0.1mm以上，磨余量在0.3-0.4mm之間，軸的磨削時間40-45秒，另外，在磨削之后，還需要重新車削一次倒角(俗稱為返倒角或硬倒角)。

本發(fā)明所述的車削的ra6.3以下，同軸度在0.1mm以下，磨余量在0.2-0.3mm之間，軸的磨削時間在30-35秒，另外，在磨削之后，不需要重新加工倒角。

附圖說明

圖1顯示為實施例1制備的軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示為實施例2制備的軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3顯示為實施例3制備的軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

11大軸

12小軸

13第二小軸

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。須知，下列實施例中未具體注明的工藝設(shè)備或裝置均采用本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)設(shè)備或裝置。此外應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另有說明；還應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個或多個設(shè)備/裝置之間的組合連接關(guān)系并不排斥在所述組合設(shè)備/裝置前后還可以存在其他設(shè)備/裝置或在這些明確提到的兩個設(shè)備/裝置之間還可以插入其他設(shè)備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。

實施例1降低熱處理彎曲度的軸加工(如圖1，其中大軸11的外徑為大外徑，小軸12的外徑為小外徑)

(1)下料采用已冷拉的圓柱棒料，原材料gcr15(制作軸承的專用鋼材，下同)，棒料長度6000mm，直徑硬度hbw179-250，利用沖剪機自動送料，按設(shè)定長度自動沖剪下料，軸的長度在153mm，直徑不作加工，仍為

(2)車削利用cnc數(shù)控機床對棒料外徑車削到車加工一端面和倒角，重新裝夾，大軸11的外徑為大外徑，小軸12的外徑為小外徑，車加工小外徑長度50mm(長徑比為4)，對倒角，車加工準總長151.5(±0.25)，倒角經(jīng)過2次裝夾車加工完成。加工后軸大外徑小外徑ra6.3，長度151.25(±0.25)，大小徑同軸度和彎曲度<＝0.05mm。預(yù)留的磨削余量均為0.20mm。表面粗糙度為6.3。

(3)熱處理采用中頻淬火機床對已車加工好的軸進行表面淬火。經(jīng)熱處理后軸的表面硬度hrc在58-64，硬度層深度在0.8-4mm，心部不淬火，保持在鋼材原始狀態(tài)。處理后軸表面硬，心部靭，具有優(yōu)良的機械性能。

軸熱處理主要缺陷表現(xiàn)為彎曲，原車加工的ra在12.5，熱處理后彎曲度在0.2mm以上，有的甚至超過0.3mm。改善后的ra為6.3，彎曲度降到0.10mm。

(4)磨削將熱處理后軸磨成符合標準的尺寸，大徑小徑軸總長151.25(±0.25)。2個軸徑同磨，磨削周期是32s。磨削加工后軸的外徑尺寸公差0.013mm，表面粗糙度ra0.08，同軸度為0.008mm。由于小徑的彎曲量降到0.10mm以下，不再需要對倒角進行返加工。減少了一道工藝。另外，車加工的磨削余量減少0.05mm，縮短了磨加工時間約6秒。

實施例2降低熱處理彎曲度的軸加工(如圖2所示，其中大軸11的外徑為大外徑，小軸12的外徑為小徑1，第二小軸13的外徑為小徑2)

(1)下料采用已冷拉的圓柱棒料，長度6000mm，直徑硬度hbw179-250，利用沖剪機自動送料，按設(shè)定長度自動沖剪下料，軸的長度在139mm，直徑不作加工，仍為

(2)車削利用cnc數(shù)控機床對棒料外徑車加工到小徑1為小徑1長度19mm(±0.05)，車加工小徑一端面和倒角，重新裝夾，車加工小徑小徑2長度52mm，對倒角，車加工準總長137.5(±0.25)，倒角經(jīng)過2次裝夾車加工完成。車加工后軸大外徑小徑小徑長度137.5(±0.25)，ra6.3，大小徑同軸度和彎曲度<＝0.05mm。預(yù)留的磨削余量均為0.23mm，表面粗糙度為6。

(3)熱處理采用表面淬火熱處理工藝。軸的表面硬度hrc在58-64，硬度層深度在0.8-4mm，心部不淬火，保持在鋼材原始狀態(tài)。處理后軸表面硬，心部靭，具有優(yōu)良的機械性能。本例軸雖為小徑臺階軸，由于提高了軸表面粗糙度，熱處理后的同軸度和彎曲度均<0.10mm。

(4)磨削將熱處理后軸磨成符合標準的尺寸，大徑小徑小徑軸總長137.5(±0.25)。3個軸外徑同時加工，磨削周期是33s。磨削加工后軸的外徑尺寸公差均0.013mm，表面粗糙度ra0.08，同軸度為0.008mm。由于小徑的彎曲量降到0.10mm以下，不再需要對倒角進行返加工。減少了一道工藝。另外，車加工的磨削余量減少0.05mm，縮短了磨加工時間約5秒。

實施例3降低熱處理彎曲度的軸加工(如圖3所示，其中大軸11的外徑為大外徑，小軸12的外徑為小徑1，第二小軸13的外徑為小徑2)

(1)下料采用已冷拉的圓柱棒料，長度6000mm，直徑硬度hbw179-250，利用沖剪機自動送料，按設(shè)定長度自動沖剪下料，軸的長度在129mm，直徑不作加工，仍為

(2)車削利用cnc數(shù)控機床對棒料外徑車加工到小徑1為小徑1長度15.5mm(±0.05)，車小徑1一端面和倒角，重新裝夾，車小徑小徑2長度66mm(長徑比為5，屬細長軸)，對倒角，車準總長127.5(±0.25)，倒角經(jīng)過2次裝夾車加工完成。加工后軸大外徑小徑小徑長度127.5(±0.25)，ra6.3，大小徑同軸度和彎曲度<＝0.05mm。預(yù)留的磨削余量均為0.25mm，表面粗糙度為5。

(3)熱處理采用表面淬火熱處理工藝。軸的表面硬度hrc在58-64，硬度層深度在0.8-4mm，心部不淬火，保持在鋼材原始狀態(tài)。處理后軸表面硬，心部靭，具有優(yōu)良的機械性能。本例軸雖為2小徑臺階軸，由于提高了軸表面粗糙度，熱處理后的同軸度和彎曲度均<0.10。

(4)磨削將熱處理后軸磨成符合標準的尺寸，大徑小徑小徑軸總長127.5(±0.25)。3個軸外徑同時加工，磨削周期是35s。磨削加工后軸的外徑尺寸公差均0.013mm，表面粗糙度ra0.08，同軸度為0.008mm。由于小徑的彎曲量降到0.10mm以下，不再需要對倒角進行返加工。減少了一道工藝。另外，車加工的磨削余量減少0.05mm，縮短了磨加工時間約8秒。

以上的實施例是為了說明本發(fā)明公開的實施方案，并不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，本文所列出的各種修改以及發(fā)明中方法、組合物的變化，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說是顯而易見的。雖然已結(jié)合本發(fā)明的多種具體優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了具體的描述，但應(yīng)當理解，本發(fā)明不應(yīng)僅限于這些具體實施例。事實上，各種如上所述的對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說顯而易見的修改來獲取發(fā)明都應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。