專利名稱：鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保護工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸承加工技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲 碳保護工藝。
背景技術(shù)：
滲碳是為了提高工作表層的含碳量，并在其中形成一定的含碳量梯度，將工件置 于滲碳介質(zhì)中加熱、保溫，使碳原子滲入到滲碳鋼的鋼表面層的過程，也是使低碳鋼的工件 具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過淬火和 低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工 件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性，使工件能承受沖擊載荷。滲碳后的工件 由于表面硬度和耐磨性的改變，給后序的加工帶來了困難，所以滲碳過程中通常采取有選 擇性的滲碳，對不需要滲碳的部分進行滲碳保護，普通軸承采用的滲碳保護方法有以下兩 種1.如鍍銅保護，是將軸承零件不需要滲碳層的表面一次車削加工到磨削加工前尺 寸，需要滲碳層的表面則預(yù)留一定的留量，然后軸承零件整體鍍銅。鍍銅后將需要滲碳層的 表面鍍銅層車去且精加工到磨削加工前尺寸，然后軸承零件進入滲碳工序。滲碳時不需要 滲碳層的表面依靠鍍銅層防止碳元素的滲入，而需要滲碳層的表面則可以使碳元素充分的 滲入，從而達到滲碳保護的目的。其優(yōu)點是提高材料的利用率，降低機加工成本，但缺點是 效率低，鍍銅層厚度不易保證，影響后工序各表面的加工精度滾道加工時的位置精度。2.加留量保護加留量保護是根據(jù)滲碳工藝的特性，軸承零件滲碳前依據(jù)成品零 件滲碳表面滲碳層的深度計算出不需要滲碳層的表面應(yīng)預(yù)留的加工留量，在軸承零件滲碳 后把不需要滲碳層的表面滲碳層車去，達到滲碳保護的目的。其缺點是材料損耗大，大部分 表面需要兩次車削，增加了機加工成本，對個別材料更為特殊的零件，滲碳后硬度高，加工 困難，大大增加了刀具成本。目前，國內(nèi)軸承行業(yè)較為尖端的鼠籠彈支結(jié)構(gòu)軸承是航空發(fā)動機采用的配套軸 承，具有體積小，結(jié)構(gòu)特殊，精度高等特點，外圈鼠籠彈支結(jié)構(gòu)尤為復雜(如圖1套圈外形)， 圓周方向均勻分布有10個長35士0. 05，寬為3. 47士0. 03的彈支梁，且梁的截面兩端平行， 槽為扇形結(jié)構(gòu)，零件屬于薄壁件極易變形，且精度很難保證，考慮到熱處理變形，鼠籠彈支 結(jié)構(gòu)需在熱處理淬火后加工，且除滾道外其它加工表面硬度不能太高。綜合這些特點軸承 材料選用性能特殊的高溫滲碳鋼，在熱處理過程中只對滾道表面進行滲碳處理，其余表面 不保留滲碳層，因此滲碳時對非滾道表面需進行特殊的滲碳保護。采用現(xiàn)有軸承外圈的加 工方法難以保證技術(shù)要求。如只采用鍍銅層保護的方法，非滾道表面鍍銅層厚度不易保證， 影響零件加工精度，難以達到零件技術(shù)要求；鼠籠彈支結(jié)構(gòu)軸承屬于薄壁件，如只采取加留 量保護的方法，零件非滾道表面留量變大，滲碳后零件表面硬度有所增高，使零件在加工過 程中產(chǎn)生更大的內(nèi)應(yīng)力，加工困難，且零件極易變形，達不到零件技術(shù)要求，并且由于鼠籠 彈支軸承材料特殊(材料為G13Cr4Mo4Ni4V)，價格昂貴，采取加留量保護的方法造成材料 浪費增加生產(chǎn)成本。因此，需要一種全新的滲碳保護方法在滿足對零件滲碳保護的同時，又能滿足零件精度要求，并且在加工過程中不會產(chǎn)生太大內(nèi)應(yīng)力，減少零件變形。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保 護工藝，具有材料的利用率高，機加工成本低，穩(wěn)定可靠，保證滾道加工時的位置精度。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案所述的鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保護工藝，是為能保證淬火后外圈鼠 籠彈支結(jié)構(gòu)車加工的順利進行，采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護措施；所述雙重滲碳保護 工藝如下1.在車加工時，考慮非滾道表面和滾道表面進行加留量保護預(yù)留的留量，非滾道 表面預(yù)留2mm士0. 05的留量，滾道面預(yù)留0. 5mm士0. 05的留量；然后對鼠籠彈支軸承外圈進 行整體鍍銅保護；2.在滲碳工序前，車去需要進行表面滲碳的軸承鍍銅層，使軸承滾道達到車工成 品要求的尺寸；3.對鼠籠彈支軸承外圈進行整體滲碳，使?jié)L道表面達到工藝要求的表面硬度；4.車去非滾道表面滲碳保護層，加工非滾道表面至精加工尺寸要求，隨后轉(zhuǎn)入下 道工序按正常工序進行加工。采取雙重滲碳保護有以下優(yōu)點1.零件表面采取鍍銅層進行保護，相對于表面直接采用加留量保護的方法，鍍銅 層表面厚度小，表面硬度低，在隨后車去滲碳保護層的過程中，減小了切削力，降低了零件 內(nèi)應(yīng)了，避免了工件變形。2.由于零件表面采取鍍銅層進行滲碳保護，鍍銅層內(nèi)的留量層預(yù)留量可以減小， 降低了零件材料損耗，降低了加工成本和刀具成本，減小了留量層過大在去除留量層過程 中零件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。3.由于零件表面鍍銅層內(nèi)，增加了留量層，去除鍍銅層后可以對留量層進行精加 工，解決了鍍銅層厚度不一，滾道加工精度難以保證這一難題。鍍銅及加留量雙重滲碳保護的效果驗證方法1、檢查有滲碳層的滾道面與非滲碳層表面顏色有明顯差別，滾道面顏色較深呈黑 色，非滾道面呈銀灰色，證明滾道面已經(jīng)充分滲入碳元素，其它表面基本未殘留滲碳層。2、做滲碳層的滾道面與非滲碳層表面的硬度對比測試數(shù)據(jù)為1)滾道面硬度達到59 64HRC，2)其它表面硬度在42、8HRC，完全滿足產(chǎn)品的要求。根據(jù)雙重滲碳保護這一技術(shù)方案，我們進行了多次試驗和對比，以下為鍍銅加留 量雙重滲碳保護和只采用鍍銅層滲碳保護方法以及只采用加留量滲碳保護方法的實際效 果對比1.在滲碳保護方面三種滲碳保護方法在檢查有滲碳層的滾道面與非滲碳層表 面顏色有明顯差別，滾道面顏色較深呈黑色，非滾道面呈銀灰色，證明滾道面已經(jīng)充分滲入 碳元素，其它表面基本未殘留滲碳層。三種方法均起到了滲碳保護作用。2.表面硬度方面；三種方法做滲碳層的滾道面與非滲碳層表面的硬度對比測試數(shù)據(jù)為采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護的方法，滾道面硬度很均勻而且穩(wěn)定能保證在62HRC左右，其它表面硬度應(yīng)在46HRC左右，后序加工很容易完成。如果只采用加留量保護 和鍍銅保護一種措施，經(jīng)常會出現(xiàn)軸承零件滾道表面硬度不夠或是非滾到面硬度過高等現(xiàn) 象，給后工序加工帶來很大的困難。由于此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特殊性，選用鍍銅及加留量雙重滲碳 保護的方法是最安全可靠的，只有在保證了硬度穩(wěn)定性同時才能順利加工鼠籠彈支梁。3.由于采用了鍍銅及加留量雙重滲碳保護的方法，非滾道面硬度均勻，且硬度在 46HRC左右，加工彈支梁時選用一般硬質(zhì)合金刀具，分粗銑和精銑兩遍加工完成，這樣節(jié)省 了加工中心專用刀具的成本，縮短了加工時間，保證了產(chǎn)品的精度要求。通過比較可以發(fā)現(xiàn)雖然三種滲碳保護方法都能達到滲碳保護的目的但是只有采 取鍍銅和加留量雙重保護的零件能滿足零件精度要求，避免了零件報廢，是最經(jīng)濟可靠有 效的滲碳保護方法。、本發(fā)明鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保護工藝，根據(jù)此軸承結(jié)構(gòu)性能的特 殊性，工藝編制中經(jīng)過反復考慮和多方調(diào)研及試驗證明，采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護 手段互為補充，具有材料的利用率高，機加工成本低，穩(wěn)定可靠，保證滾道加工時的位置精 度。更加安全可靠，完全能夠滿足產(chǎn)品的要求。


附圖1鼠籠彈支軸承的套圈外形。附圖2鼠籠彈支軸承的套圈加工過程圖。圖中；1、彈支梁，2、端面孔，3、滾道。
具體實施例方式如圖1所示該鼠籠彈支軸承外圈的加工工藝，是在淬火后保證車加工的順利 進行，采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護措施；車加工時，首先考慮非滾道表面預(yù)留的留量 2mm士0. 05，滲碳工序后車去滲碳層已達到車工成品要求的尺寸，滾道面適當預(yù)留的留量為 0. 5mm士0. 05，并且在鍍銅工序后滲碳工序前精車滾道，來保證滾道面碳元素的充分滲入。 鼠籠彈支軸承外圈加工工藝的主要工藝流程如下所述一、車加工成形工序后，為保證產(chǎn)品精度安排軟磨外徑、精車內(nèi)徑工序一數(shù)控車床 上精車外內(nèi)徑及內(nèi)徑臺階一套圈表面鍍銅一精車滾道3 —滲碳一車非滾道面滲碳層一熱 處理、初磨一在加工中心上加工彈支梁1及端面孔2 ；在淬火后，加工鼠籠彈支軸承的彈支 梁及端面孔比較容易，選用一般硬質(zhì)合金刀具就能順利完成加工。本發(fā)明主要涉及鼠籠彈 支軸承外圈加工工藝中的雙重滲碳保護工藝，對其它工藝部分不作過多說明。所述套圈表面鍍銅，是已達到車工成品要求的尺寸，滾道面留有適當預(yù)留的留量， 進行鍍銅，并且在鍍銅工序后滲碳工序前精車滾道，使?jié)L道面的碳元素充分滲入。所述套圈滲碳為非滾道表面預(yù)留的留量進行滲碳；滲碳工序后車去滲碳層。
權(quán)利要求
一種鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保護工藝，，其特征在于采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護措施；1)、在車加工時，考慮非滾道表面和滾道表面進行加留量保護預(yù)留的留量，非滾道表面預(yù)留2mm±0.05的留量，滾道面預(yù)留0.5mm±0.05的留量；然后對鼠籠彈支軸承外圈進行整體鍍銅保護；2)、在滲碳工序前，車去需要進行表面滲碳的軸承鍍銅層，使軸承滾道達到車工成品要求的尺寸；3)、對鼠籠彈支軸承外圈進行整體滲碳，使?jié)L道表面達到工藝要求的表面硬度；4)、車去非滾道表面滲碳保護層，加工非滾道表面至精加工尺寸要求，隨后轉(zhuǎn)入下道工序按正常工序進行加工。
全文摘要
本發(fā)明屬于軸承制造技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保護工藝；1)在車加工時，考慮非滾道表面和滾道表面進行加留量保護預(yù)留的留量；對鼠籠彈支軸承外圈進行整體鍍銅保護；2)在滲碳工序前，車去需要進行表面滲碳的軸承鍍銅層，使軸承滾道達到車工成品要求的尺寸；3)對鼠籠彈支軸承外圈進行整體滲碳，使?jié)L道表面達到工藝要求的表面硬度；4)車去非滾道表面滲碳保護層，加工非滾道表面至精加工尺寸要求，隨后轉(zhuǎn)入下道工序按正常工序進行加工。本發(fā)明采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護手段互為補充，材料的利用率高，機加工成本低，穩(wěn)定可靠，保證滾道加工時的位置精度。更加安全可靠，完全能夠滿足產(chǎn)品的要求。
文檔編號C23C8/04GK101812658SQ20091017229
公開日2010年8月25日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者劉友國, 吳曉明, 李娜, 李子立, 李萱, 汪洋, 賈峰一, 顧儉 申請人:洛陽Lyc軸承有限公司