[发明专利]一种渗碳钢轴承套圈加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种渗碳钢材料、复杂结构轴承套圈的加工方法。

背景技术

现有，对渗碳钢材料的轴承套圈工作表面进行渗碳处理，目的是通过提高轴承套圈工作表面的硬度和韧性，增加耐磨损性，最终提高轴承的使用寿命。由于渗碳钢材料在渗碳和热处理时易发生变形，且变形量规律不明显，加工难度大。尤其是结构复杂、外径较大、壁薄的轴承套圈，其加工精度更难以保证。

以图1的轴承外套为例。其发兰盘外径为Φ188mm，8个等分孔的位置度为Φ0.2mm；壁厚均在7.5mm以下；圆周上均匀分布60个长46mm、宽4mm的长槽，要求长槽圆周等分差不大于0.1mm。

常规加工图1工件的工艺流程如下：即粗车成型——渗碳——细车成型——钻铣法兰盘——铣轴向槽——热处理——磨加工。车加工时，除成品有光度要求的部分留有磨加工留量外，其余部分均直接加工至成品尺寸，然后即进行热处理，最后进行磨加工。

按照常规的加工工艺加工，存在如下问题：

◆热处理后套圈发生了严重的变形，反应明显的项目有滚道的椭圆、滚道的位置、长槽的圆周等分及长槽过梁的直线度等，且变形量大又没有规律，根本无法保证成品的要求；

◆热处理后长槽的内侧呈黑色，无法通过光饰等方法进行改善，影响外观。

就其存在的变形现象，结合产品的结构，分析原因为如下两点：

◆产品壁厚不统一。内径、外径存在阶梯，渗碳及热处理时内应力导致滚道的椭圆超出工艺要求，且无法继续加工；见图2套圈壁厚图

◆产品壁薄，且减重槽周向断续不连贯。最薄处只有4mm，圆周方向加工完60个长槽后槽梁宽度不足4.3mm，渗碳及热处理时细而长的梁产生弯曲变形，无法保证减重槽圆周等分差，同时导致滚道位置尺寸L和产品高度C变小。见图3套圈减重槽

面对上述存在的问题，急需一种有效地加工工艺解决上述问题。

发明内容

本发明通过提高轴承表面硬度和轴承套圈韧性，增加耐磨损性，最终提高轴承的使用寿命。

本发明的一种渗碳钢轴承套圈加工方法，它是按照以下步骤进行的：

一、粗车成型，对待加工样品进行粗车成型；

二、渗碳处理；

在渗碳处理前，对粗车成型后的样品中不需要渗碳的部位进行镀铜处理，镀铜厚度为0.02～0.04mm，在镀铜后，进行脱铜，细车样品的外圆、挡边外圆及挡边，再对样品进行倒外角及挡边外角；

三、钻、铣法兰盘；

采用双向倒角铣刀对步骤二处理后的样品进行去孔边锐角和去法兰盘毛刺处理，然后采用双向倒角铣刀去另一侧孔边毛刺；

四、热处理；

将步骤三处理后的样品以样品轴线竖直且样品大端朝下的方式放置，然后进行热处理；

五、硬车；

对步骤四处理的样品进行粗车内台阶处理，终车外圆、挡边处理，倒外角及挡边外角处理，车槽，去槽边毛刺处理，细车内台阶处理，倒内角及与滚道的交角处理，车外台阶处理；其中，硬车加工留量分别为：平面0.4mm，内台阶0.6mm，外圆0.45mm，外台阶0.45mm，滚道0.6mm，法兰盘挡边0.4mm；

六、对步骤五处理后的样品进行稳定处理，释放应力；之后磨端面、磨外圆、磨滚道；

七、对步骤六处理后的样品进行铣轴向槽，即完成所述的渗碳钢轴承套圈加工；其中，铣轴向槽的操作为：首先用Φ3.8的钻头在轴向槽的两端位置钻孔，之后用Φ4的铣刀铣成成品。

本发明包含以下有益效果：

本发明针对如何控制其变形量的问题，进行深入的研究和探讨，调整加工流程、重新确定加工留量、选择耐用性高的刀具、优化加工方法，成功地完成了渗碳钢材料轴承套圈的加工任务。

本发明改变了传统的加工理念，由原来的“火前加工”改为“火后加工”。将变形量大的部位的加工工序移至渗碳和热处理工序之后进行硬车，例如外径、内台阶、外台阶、槽等工序。本发明的工艺流程如图4所示。

由于采用本发明的方法，热处理后很大程度上提高了材料的硬度，同时增加了车削难度。原来采用的硬质合金车刀和加工留量已不能满足生产需求，这就要求我们必须在工艺流程、加工刀具、加工留量及加工方法上都做相应的调整。

本发明克服了渗碳钢薄壁轴承难加工的缺点，成功地完成了这种材料轴承套圈的加工。此方法可推广到其它渗碳钢材料轴承的加工，为今后同类产品的加工积累了保贵经验，为渗碳钢材料轴承的加工工艺的进一步研究奠定了基础。

附图说明

图1轴承套圈结构尺寸示意图；