[发明专利]万向节轴承外圈制备方法及该方法中采用的轴承外圈模具

说明书

技术领域

本发明涉及轴承制备方法，特别涉及万向节轴承外圈制备方法及该方法中采用的轴承外圈模具。

背景技术

现有万向节轴承外圈的制备方法多采用热锻方法，如中国专利号为200810061801.3的发明所公开的“轴承套圈的制造工艺”，其采取的技术如下：依次包括棒料、热锻、退火、车削加工、热处理及磨削加工，然而利用此种技术方案其材料利用率低下，往往仅有40%左右，且制得的轴承套圈承载能力低，常常出现轴承外圈开口裂开及脱底的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种万向节轴承外圈的制备方法，其材料利用率高，且制得的万向节轴承外圈的承载能力强，解决了背景技术的不足。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：万向节轴承外圈的制备方法，它依次包括以下步骤：

（1）下料：将圆饼状原料通过冲床制得碗状坯料；

（2）磷化：对碗状坯料进行磷化处理；

（3）变薄拉伸：将经步骤（2）磷化获得的碗状坯料利用型腔呈阶梯状的轴承外圈模具在液压式冲床上冲压成粗成品；

（4）车边：对上述粗成品进行车削加工，控制边壁的高度；

（5）底部处理：利用液压式冲床对经步骤（4）获得的粗成品进行至少两次打底；

（6）再次车边：对经步骤（5）获得的粗成品的开口边缘进行车边；

（7）热处理：在网袋炉或连续炉中对粗成品进行热处理。

本发明所采用的圆饼状原料的材质为低碳合金钢钢板，如12-20Cr低碳铬钼合金钢，15-20Mn低碳合金钢。

作为本发明的优选，所述步骤（1）中的碗状坯料由圆饼状原料经机械式冲床冲压而成。

作为本发明的优选，所述步骤（5）底部处理为：第一次打底采用液压式冲床将经步骤（4）车边获得的粗成品的底面边缘的弧度进行修整；第二次打底采用液压式冲床将已经第一次打底的粗成品的底面进行修整，使底面向内凹进。

第二次打底是为了保证底壁厚度的要求，同时底面向内凹进的结构也增加了产品的强度，使该产品不易变形及脱底。

作为本发明的优选，所述步骤（7）热处理之后还具有步骤（8）整形及窜光。

本发明还提供一种上述步骤（3）变薄拉伸中采用的型腔呈阶梯状的轴承外圈模具，该轴承外圈模具至少分为两层，每一层都具有一个分型腔，每个分型腔的形状相同，沿冲压方向，上一分型腔的最小尺寸较下一分型腔的最小尺寸大，且每层的分型腔的中轴线重合。

层与层之间的分界面为分型腔之间的分界面；所述的阶梯状是指沿冲压方向，上一分型腔的最小尺寸较下一分型腔的最小尺寸大；由于该轴承模具至少分为两层，且型腔呈阶梯状，因此，碗状坯料在被冲压过程中，其边壁的厚度并非一次形成，而是沿冲压方向，每经过一个分型腔便相应变薄，直至经最后一个分型腔成形，从而减少了冲压过程中，轴承外圈模具所承受的膨胀力，因此，降低了轴承外圈模具的损耗。

作为本发明的优选，该轴承外圈模具分为三层。

作为本发明的优选，每个分型腔沿冲压方式依次设有导向段、工作段、竖直段及过应缓冲段；沿冲压方向，上一分型腔竖直段的尺寸位于下一分型腔导向段的最大尺寸与最小尺寸之间。

每个分型腔竖直段的尺寸为该分型腔的最小尺寸；作为碗状坯料在被冲压过程中至少经两次导向，从而保证了产品的同心度；同心度的保证有利于该产品与其它部件之间的配合；且万向节轴承外圈在使用过程中处于高速转动状态，如果同心度不高，该万向节轴承外圈在使用中易颤动，则磨损加大，使用寿命降低；导向段主要是校正碗状坯料的位置，以确保最终产品的同心度；工作段主要是拉伸碗状坯料的边壁，使其变薄，以进竖直段；过应缓冲段主要是释放碗状坯料在被冲压时产生的过应力，以减少冲压过程中对轴承外圈模具的冲击；工作段在此也具有导向的作用，进一步保证产品的同心度。

作为本发明的优选，该轴承外圈模具分为外模及内模，所述型腔设于内模中，所述外模包围内模，外模与内模之间过盈配合。

由于冲压过程中，内模边壁的受力巨大，而易裂开，外模的设置则有效地提高了该轴承外圈模具的承载能力。

作为本发明的优选，所述外模的材质为碳素钢，所述内模的材质为钨钢。