[发明专利]降低热处理弯曲量的轴加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低热处理弯曲量的轴加工工艺。

背景技术

轴承是工业生产中常用的部件。例如汽车冷却水泵用轴承由一个细长的轴(如图1所示)和一个外圈以及附件组成。轴的结构又分为直轴、二台阶轴和多台阶轴组成。轴的加工主要工艺为：下料－>车削－>热处理－>磨削……装配－>出货。

热处理是一个轴加工工序中的关键工序。热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。轴经过热处理才能达到合适的机械性能、优良的工作要求。但经过热处理后，轴将不同程度发生弯曲和变形，尤其是台阶轴和长径比大于4以上的细长轴，弯曲量更大。目前轴加工的热处理阶段全部采用表面淬火，替代以前的整体淬火，淬火层深度在0.8-4毫米。

为了防止热处理后轴弯曲和变形引起的报废，目前厂家采取的办法是增加磨削余量来纠正弯曲和变形量，即在车加工工序中将轴的直径车大一些，磨削时多磨一些。用牺牲效率来达到产品要求，减少报废量。

表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下)，它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。

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，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。

表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。一般标注采用Ra。

同轴度就是定位公差，理论正确位置即为基准轴线。由于被测轴线对基准轴线的不同点可能在空间各个方向上出现，故其公差带为一以基准轴线为轴线的圆柱体，公差值为该圆柱体的直径，在公差值前总加注符号“Φ”。

传统的制备工艺由于热变形较大，因此磨削所需要的时间也较长，例如汽车冷却水泵用轴承上轴磨削的时间大约是35～45S。

发明内容

鉴于以上现有技术中轴弯曲量大、轴加工时间较长，本发明的目的在于提供一种降低热处理弯曲量的轴加工工艺，主要用于制备汽车冷却水泵用轴承上的轴，用于解决现有技术中的不足。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种降低热处理弯曲量的轴加工工艺，所述加工工艺至少包括以下步骤：下料、车削，热处理，磨削，所述车削时制备的半成品轴表面粗糙度小于等于6.3。

表面粗糙度用Ra表示。

下料是借助于下料机运动的作用力加压于刀模，对材料进行切割加工的机器。

车削即车床加工，车床加工是机械加工的一部份。车床加工主要用车刀对旋转的工件进行车削加工。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。

在现有技术中车削的过程中采用数控机床可以很容易的实现物料表面粗糙度的改变。

所述磨削主要是指磨外径，打磨弧面。

热处理是一个轴加工工序中的关键工序。热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。

在本发明中所述下料、车削，热处理，磨削都是现有技术，为本领域的技术人员所熟知。

优选地，所述车削后制备的轴表面粗糙度小于等于6。

优选地，所述车削后制备的轴表面粗糙度小于等于5。

所述车削时磨削余量为0.20～0.25mm。所述磨削余量指的是产品在车削时，给磨削加工留下的加工余量。

优选地，所述车削时半成品轴的同轴度小于等于0.05mm。

如上所述，本发明的降低热处理弯曲量的轴加工工艺，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应力，进而减少了热处理的变形，应力越大，弯曲量越大。热处理后轴弯曲和变形从原来0.35MAX减小到0.10MAX以下，由此减少轴磨削所需时间；提高磨加工效率，例如制备一个汽车冷却水泵用轴承上的轴时平均磨削每个轴可以节省5秒，大大提高了生产的效率。

原工艺车削的Ra(表面粗糙度)12.5，同轴度在0.1mm以上，磨余量在0.3-0.4mm之间，轴的磨削时间40-45秒，另外，在磨削之后，还需要重新车削一次倒角(俗称为返倒角或硬倒角)。