專利名稱：一種軸承用滾針的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾針的制造方法，尤其涉及一種采用滾拋方式制造軸承用滾針的方法；屬于機械零部件加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
滾針一般都被安裝在滾針軸承的外圈與內(nèi)圈之間，工作時，依靠滾針的滾動來達到減小兩相對運動零部件之間摩擦阻力的目的。目前，常規(guī)技術(shù)中的滾針主要有以下幾類， 一、圓柱滾針，這類滾針主要用于圓柱滾針軸承，還可以將滾針組件直接用于機械中，該類滾針在尺寸上已標準化。二、長圓柱滾針，該類滾針分有軸徑用和無軸徑用兩種，主要用于長圓柱滾針軸承，還可以將滾針組件直接用于機械中。三、主要用于滾針軸承、萬向節(jié)滾針軸承及推力滾針軸承，還可以將滾針組件直接用于機械中。四、球面滾針，滾針的滾動面呈球面形。采用這種滾針的軸承低摩擦阻力的性能，能適用與高轉(zhuǎn)速的部位。目前，現(xiàn)有技術(shù)中軸承用滾針一種是兩端面均為平面，這種軸承用滾針在實際應(yīng)用時，工作時，主要依靠滾針的滾動來達到減小兩相對運動零部件之間摩擦阻力的目的。但是由于滾針在滾動過程中，其左端面不但會與軸承外圈套的內(nèi)腔端面緊接觸并發(fā)生摩擦， 而且還會與外圈套內(nèi)腔中的R角發(fā)生摩擦。還有一種軸承用滾針左端面和右端面均為球面如中國專利(公開號 CN201666312U)，該軸承用滾針可大大減小滾針端面與軸承外圈套內(nèi)腔端面以及其內(nèi)腔R 角處之間的摩擦，從而減少因摩擦而產(chǎn)生的熱量，但是現(xiàn)有技術(shù)中對這種軸承用滾針一般采用單個研磨的方式以將滾針端面加工成球面。所用設(shè)備多為手持式或滾輪式研磨機，這種設(shè)備每次只能處理單個工件，加工效率低，所加工球面的弧度不易控制，精度參差不齊的問題，而且當處理過于短小的產(chǎn)品時，根本無法加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，提供一種軸承用滾針的制造方法，該方法解決了軸承用滾針單個加工效率低，滾針使用壽命短的技術(shù)問題。本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)，一種軸承用滾針的制造方法， 該方法包括以下步驟A、滾拋選擇GCrl5鋼經(jīng)過切割后形成滾針坯件，然后通過滾桶拋光機將滾針的兩端周緣滾拋研磨為球面，其中所述滾桶拋光機每批次處理所述滾針量為180_300kg，所述滾桶拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)為250-400轉(zhuǎn)/分，所述滾桶拋光機運行時間為45-60小時；B、熱處理將上述經(jīng)過滾拋后的滾針坯件經(jīng)過磨床毛坯研磨，滾桶拋光機去毛刺后，經(jīng)過淬火和回火處理；C、機械加工將上述經(jīng)過熱處理后的滾針坯件經(jīng)過磨床半粗磨、半精磨和精磨后得到成品。本發(fā)明步驟A中采用GCr 15鋼化學(xué)成分為C :0. 95-1. 05，Mn :0. 25-0. 45，Si 0. 15-0. 35，S 彡 0. 025，P 彡 0. 025, Cr :1. 40-1. 65 Mo 彡 0. 10，Ni 彡 0. 30，Cu 彡 0. 25，
具有良好的性能、經(jīng)過淬火加回火后具有較高的硬度、均勻的組織、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。步驟A中采用滾桶拋光機對滾針進行批量滾拋處理R球和R角，提高了生產(chǎn)效率，而且按此工藝生產(chǎn)的滾針質(zhì)量均一，精度較高，滿足使用要求，采用的滾桶拋光機是現(xiàn)有普通的拋光機，在滾拋軸承用滾針對其滾拋的滾針量，轉(zhuǎn)速和運行時間有所限制，如果處理是一次投入滾桶拋光機滾拋的滾針量太少，則會導(dǎo)致滾針兩端磨損較多而長度縮短， 同時所得滾針兩端的球面弧度過小，卸載荷能力大大下降。而如果一次投入滾桶拋光機滾拋的滾針量太多則有會導(dǎo)致滾針兩端研磨量較少，所得滾針的長度偏長似的兩端球面弧度過大，甚至在滾針兩端的端面上出現(xiàn)小平面，使得球面的粗糙度不滿足要求。其次滾桶拋光機的轉(zhuǎn)速也對所制得滾針的形狀有影響。當滾桶拋光機轉(zhuǎn)速過低時，滾桶拋光機對滾針兩端端面無法產(chǎn)生足夠的撞擊力，此處的撞擊力就是研磨力，撞擊力的大小直接決定著作用于滾針的研磨力的大小。因而轉(zhuǎn)速低時，所得滾針兩端過大球面弧度過大甚至端面出現(xiàn)小平面、球面粗糙度不達標。另一方面，如果滾桶拋光機轉(zhuǎn)速過高時， 則滾針在滾桶拋光機的桶內(nèi)多以自由落體形式達到桶底壁，而不能與桶壁發(fā)生撞擊摩擦， 且滾針與桶壁的接觸點是待磨的滾針兩端，因而反而會使得滾針整體外徑縮小而待磨的兩端卻磨不到，無法形成球面。最后滾桶拋光機的運行時間受每次投料量的影響也相應(yīng)的需要控制，當滾桶拋光機運行時間過短，則所投入的滾針中，大部分沒有被研磨到，因而所得滾針長度不一，且球面弧度過大甚至局部出現(xiàn)平面，無法獲得光滑的球面。而如果滾桶拋光機運行時間太長，則會導(dǎo)致滾針過度研磨而出現(xiàn)球面弧度過小，兩端過圓，影響使用。作為優(yōu)選，步驟A中所述的滾桶拋光機每批次處理所述滾針量為200480kg，所述滾桶拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)為300-350轉(zhuǎn)/分，所述滾桶拋光機運行時間為48-52小時。進一步的優(yōu)選，所述的滾桶拋光機每批次處理所述滾針量為220460kg，所述滾桶拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)為 320-330轉(zhuǎn)/分，所述滾桶拋光機運行時間為48-50小時。在上述的軸承用滾針的制造方法中，步驟B中所述淬火溫度為830°C-850°C，保溫時間為170-190分鐘；所述回火步驟溫度為160°C _180°C，保溫時間為110-130分鐘。本發(fā)明的熱處理包括淬火和回火，其中淬火溫度為830°C _850°C，保溫時間為170-190分鐘，最終產(chǎn)品的HRC硬度可以達到64-68 ；回火步驟溫度為160°C _180°C，保溫時間為110-130分鐘，最終產(chǎn)品的HRC硬度為60-64。本發(fā)明提供的熱處理方法對滾針軸承的滾針進行淬火和回火處理，淬火首先將滾針材料GCrl5鋼加熱到預(yù)訂溫度，在此溫度下材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)多轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。保溫時間不可過長否則滾針材料中的奧氏體會過度生長，而增加滾針材料的微裂紋。保溫時間也不可過短，否則滾針材料內(nèi)部奧氏體生產(chǎn)不完全，淬火效果較差。然后再按回火工藝要求在預(yù)定溫度下保溫，此時滾針材料中的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。馬氏體硬度較高，使得所制得滾針能滿足軸承滾針耐磨性的要求。此處用回火替代冷水冷卻，還能有效消除滾針材料的表面應(yīng)力，防止表面應(yīng)力造成冷裂紋的產(chǎn)生。進一步優(yōu)選，步驟B中淬火溫度為880°C，保溫時間為240分鐘，回火溫度為 190°C，保溫時間為18分鐘。在上述的軸承用滾針的制造方法中，步驟B中淬火過程中采用甲醇進行氣體保護，所述甲醇的流量為2-4L/h。在淬火步驟的同時還對滾針材料進行脫碳保護，本發(fā)明采用甲醇對爐內(nèi)的氣體進行保護，控制碳勢高低，防止軸承用滾針表面脫碳，造成表面硬度過低，從而影響使用壽命。綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明的制造方法能一次處理多個滾針，生產(chǎn)效率得到大大提高，而且按此工藝條件采用滾桶拋光機進行滾拋生產(chǎn)還能防止批量生產(chǎn)時常出現(xiàn)的研磨不均勻，產(chǎn)品質(zhì)量不均一，精度較差的問題。保證最終產(chǎn)品軸承用滾針兩端球面光滑，球面弧度達到要求，既不會過圓也不會過平。2、本發(fā)明的制造方法解決了現(xiàn)有研磨中存在滾針長度、球面弧度不易控制，短小產(chǎn)品無法加工的弊端，實現(xiàn)了軸承用滾針的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。3、本發(fā)明的制造方法還包括對由GCrl5鋼制成的滾針的熱處理工藝，通過熱處理既能增強滾針的硬度和耐磨性，又能防止?jié)L針在使用過程中出現(xiàn)斷裂，延長了滾針的使用
壽命ο
具體實施例方式下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明；但是本發(fā)明并不限于這些實施例。以下實施例中所用設(shè)備、材料均為市售；無心磨床的操作工藝為常規(guī)工藝。HRC硬度是通過洛氏硬度計測試得到。實施例1選擇GCrl5鋼經(jīng)過切割后形成滾針坯件，然后通過滾桶拋光機將滾針的兩端周緣滾拋研磨為球面(拋R球)，滾桶拋光機每批次處理滾針量為200kg，滾桶拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)為 350轉(zhuǎn)/分，滾桶拋光機運行時間為48小時。然后將經(jīng)過滾拋后的滾針坯件先后在無心磨床上和滾桶拋光機內(nèi)研磨，以分別除去滾針表面和滾針兩端的周緣球面上的毛刺(拋R角)。置于連續(xù)爐中進行熱處理，熱處理包括淬火步驟和回火步驟，淬火步驟溫度為 850°C，保溫時間為170分鐘，HRC硬度為66 ；在進行淬火步驟時用甲醇進行氣體保護，甲醇的流量為2L/h ；回火步驟溫度為180°C，保溫時間為110分鐘，HRC硬度為62，最后將經(jīng)過熱處理后的滾針坯件置于無心磨床上先后經(jīng)半粗磨、半精磨和精磨，最終得到滾針。實施例2選擇GCrl5鋼經(jīng)過切割后形成滾針坯件，然后通過滾桶拋光機將滾針的兩端周緣滾拋研磨為球面(拋R球)，滾桶拋光機每批次處理滾針量為^Okg,滾桶拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)為 330轉(zhuǎn)/分，滾桶拋光機運行時間為50小時。然后將經(jīng)過滾拋后的滾針坯件先后在無心磨床上和滾桶拋光機內(nèi)研磨，以分別除去滾針表面和滾針兩端的周緣球面上的毛刺(拋R角)。然后置于連續(xù)爐中進行熱處理，熱處理包括淬火步驟和回火步驟。淬火步驟溫度為830°C，保溫時間為190分鐘，HRC硬度為64 ；在進行淬火步驟時用甲醇進行氣體保護，甲醇的流量為4L/h。回火步驟溫度為160°C，保溫時間為130分鐘，HRC硬度為60。最后將經(jīng)過熱處理后的滾針坯件置于無心磨床上先后經(jīng)半粗磨、半精磨和精磨，最終得到滾針。實施例3
選擇GCrl5鋼經(jīng)過切割后形成滾針坯件，然后通過滾桶拋光機將滾針的兩端周緣滾拋研磨為球面(拋R球)，滾桶拋光機每批次處理滾針量為250kg，滾桶拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)為 320轉(zhuǎn)/分，滾桶拋光機運行時間為49小時。然后將經(jīng)過滾拋后的滾針坯件先后在無心磨床上和滾桶拋光機內(nèi)研磨，以分別除去滾針表面和滾針兩端的周緣球面上的毛刺(拋R角)。然后置于連續(xù)爐中進行熱處理，熱處理包括淬火步驟和回火步驟。淬火步驟溫度為880°C，保溫時間為240分鐘，HRC硬度為68 ；在進行淬火步驟時用甲醇進行氣體保護，甲醇的流量為4L/h?；鼗鸩襟E溫度為170°C，保溫時間為120分鐘，HRC硬度為64。最后將經(jīng)過熱處理后的滾針坯件置于無心磨床上先后經(jīng)半粗磨、半精磨和精磨，最終得到滾針。通過上述實施例1-3制得的軸承用滾針的性能參數(shù)圓度彡0.001mm、圓柱度 (0. 002讓、HRC 60-64、粗糙度Ra ( 0. 2、使用壽命彡2. 5萬小時、極限轉(zhuǎn)速達到9000r/m、 同批球面弧度公差< 0. 2。說明所得滾針性能均一，硬度高耐磨，使用壽命長，精度較高。本發(fā)明中所描述的具體實施例僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管對本發(fā)明已作出了詳細的說明并引證了一些具體實施例，但是對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。
權(quán)利要求
1.一種軸承用滾針的制造方法，該方法包括以下步驟A、滾拋選擇GCrl5鋼經(jīng)過切割后形成滾針坯件，然后通過滾桶拋光機將滾針的兩端周緣滾拋研磨為球面，其中所述滾桶拋光機每批次處理所述滾針量為180-300kg，所述滾桶拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)為250-400轉(zhuǎn)/分，所述滾桶拋光機運行時間為45-60小時；B、熱處理將上述經(jīng)過滾拋后的滾針坯件經(jīng)過磨床毛坯研磨，滾桶拋光機去毛刺后，經(jīng)過淬火和回火處理；C、機械加工將上述經(jīng)過熱處理后的滾針坯件經(jīng)過磨床半粗磨、半精磨和精磨后得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承用滾針的制造方法，其特征在于步驟A中所述的滾桶拋光機每批次處理所述滾針量為200480kg，所述滾桶拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)為300-350轉(zhuǎn)/分，所述滾桶拋光機運行時間為48-52小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸承用滾針的制造方法，其特征在于步驟A中所述的滾桶拋光機每批次處理所述滾針量為220460kg，所述滾桶拋光機的轉(zhuǎn)數(shù)為320-330轉(zhuǎn)/分， 所述滾桶拋光機運行時間為48-50小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承用滾針的制造方法，其特征在于步驟B中所述淬火溫度為830°C _850°C，保溫時間為170-190分鐘；所述回火步驟溫度為160°C _180°C，保溫時間為110-130分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的軸承用滾針的制造方法，其特征在于步驟B中淬火過程中采用甲醇進行氣體保護，所述甲醇的流量為2-4L/h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用滾拋方式制造軸承用滾針的方法，該方法包括以下步驟A、滾拋選擇GCr15鋼經(jīng)過切割后形成滾針坯件，然后通過滾桶拋光機將滾針的兩端周緣滾拋研磨為球面；B、熱處理將經(jīng)過滾拋后的滾針坯件經(jīng)過磨床毛坯研磨，滾桶拋光機去毛刺后，經(jīng)過淬火和回火處理；C、機械處理經(jīng)過磨床半粗磨、半精磨和精磨后得到成品。本發(fā)明的制造方法能一次處理多個滾針，生產(chǎn)效率得到大大提高。解決現(xiàn)有生產(chǎn)時常出現(xiàn)的研磨不均勻，產(chǎn)品質(zhì)量不均一的問題。保證所得滾針兩端球面光滑，球面弧度達到要求，既不會過圓也不會過平。
文檔編號B24B37/02GK102501158SQ201110371618
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者鮑德夫 申請人:寧波中和汽配有限公司