CN1022436C - 双金属双翻边止推轴瓦的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明是用高强度的低碳钢作瓦背，用减摩合金层作轴承衬的双金属板材，经下料、冲压制成半圆形轴瓦，再把两个半圆形轴瓦对合成轴套形和把轴瓦两端与止推环连接处的减摩合金层全部切削后，置于摆动辗压机上进行滚动旋压，翻边辗制两侧止推环的制造双金属双翻边止推轴瓦坯件的生产工艺。在设备投资、材料损耗、加工效率、产品整体结构强度及其机械性能等多项经济技术指标上均有显著效益，解决了工业性生产双翻边轴瓦的技术难题。

Description

本发明涉及一种使用摆动辗压机加工制造双金属双翻边止推滑动轴瓦的生产工艺方法，属于用旋压对金属板材进行摆辗加工，制造机械另件坯件的生产技术领域。

由金属瓦背和其上用浇注法、烧结法或轧制复合法覆以一层薄的减摩合金层（又称轴承衬）构成的滑动轴承工作可靠、运转平稳、使用维修方便、成本低，已被广泛用于金属切削机床、汽轮机、内燃机等机器中。本发明涉及的止推滑动轴承是由一个双金属半圆形套筒（轴瓦）和其两端的双金属止推园环构成的双翻边止推轴瓦（参见图1）。这种轴瓦因其组装、拆检方便，尤在各种高速发动机的曲轴支承中得到广泛应用。由于这种轴瓦需要在三个表面（两侧平面加内圆柱面）上浇铸减摩合金，制造工艺复杂，加工设备庞大，至今尚未有一套简单易行、比较成熟的适应工业性生产的定型工艺出台。现在比较常用的方法是利用一套轧制设备，先将双金属板材轧制成槽形，然后再将槽板轧制成半圆形轴瓦进行切削加工，需要一整套轧制设备和要求严格而繁杂的工艺流程。在1983年第4期《内燃机配件》期刊上的文章《翻边轴瓦的制造方法及其设备》具体介绍了轧制方法生产制造翻边轴瓦的工艺过程和要求。轧制设备投资昂贵，工艺过程环节多，加工效率低。

本发明的目的是设计一种比较合理、能进行工业性生产的双金属双翻边止推轴瓦的生产方法，也就是利用摆动辗压机对双金属板材进行滚动辗压，加工制造双翻边止推轴瓦的新工艺。

本发明是这样实现的：先把一块其长度为两个止推环宽度和轴套长度之和的双金属轴承板材整体冲压成半圆形的轴瓦，再把两个半圆形轴瓦对齐合成一个轴套形，然后，把该轴套的两端与止推环连接处的减摩合金层全部切削掉，形成两个宽度都不小于2毫米的园环形凹槽，放入专用模具里置于卧式摆动辗压机中进行滚动辗压，此时，两个卧式摆辗头的旋转速度相同，方向相反，并同时相向进给，施加同样的压力进行滚辗，摆辗头转速为200-300转/分，压力为50-200兆帕，两摆辗头各自辗压旋转5-25圈，就可在两边同时翻边辗制一个止推环端面，实现摆辗翻边成型。

利用本发明生产工艺制造的双翻边滑动轴瓦属整体结构，结构强度高，使用方便可靠，本发明比较好地解决了工业化生产双翻边轴瓦的难 题，能节省昂贵的轧制设备投资，简化了加工工艺流程，减少材料消耗、降低生产成本，是目前一种比较理想的双金属双翻边轴瓦的生产制造工艺。

图1是本发明加工的双翻边轴瓦另件图。

图2是本发明生产工艺流程图。

图3是本发明在卧式摆辗机上滚辗翻边的工艺示意图。

图4是摆辗机的摆辗头凹形模腔的示意图。

下面结合附图，具体介绍本发明。

双翻边止推轴瓦大量应用于发动机的曲轴支承上，除了保证曲轴的轴向定位，承受径向载荷外，还要承受离合器等引起的轴向推力，承受轴向载荷，其结构参见图1，包括有分别承受这两种载荷的轴瓦1和两端的止推园环2。从机械强度和加工工艺考虑，轴瓦厚度不宜过薄，通常轴瓦壁厚应不小于0.75毫米，又为了进一步节省减摩材料常将轴瓦制成双金属的，即以低碳钢为衬背3（又称瓦背），在衬背上覆以一层薄的减摩材料4（可为铜合金、铝合金、金属塑料类）作为轴承衬（又称合金层）。本发明使用的双金属板材可以是浇注的、或轧制复合的、或烧结成型的。

本发明工艺过程如图2所示。首先是下料-把一块其长度为两个止推环宽度和轴瓦长度之和的双金属轴承板材整体冲压制成符合工艺要求直径的半园形的轴瓦，再把两个半圆形轴瓦对齐合成一个轴套形，然后，利用切削机床把轴套与两端止推环连接处的减摩合金层全部切削去掉，在轴瓦与两端止推环相交界面的附近形成两个宽度不小于2毫米的园环形凹槽。若是用铝合金或金属塑料制作减摩轴承衬的，可以省略切削园环形凹槽这一工序。这时，可把两个对合的轴瓦放入专用模具里置于卧式摆动辗压机中进行滚动辗压。加工时，两个卧式摆辗头的旋转速度相同，方向相反，并同时相向进给，施加同样的压力进行滚辗，摆辗头转速为200-300转/分，压力为50-200兆帕，两辗头的轴线与止推环端平面的摆角均为0°-3°。摆辗时（参见图3），两个锥形摆辗头5横向伸入轴瓦套筒6内，摆辗头锥表面上的凹形模腔与轴瓦套筒两端的减摩合金层先接触，随着摆辗头的不断旋转和向中间加压进给，实现了螺旋进给，使整个轴瓦套筒两端的双金属层沿其被切削的凹槽为根部逐渐依次向外翻倒成型。在此滚辗过程中，塑性变形好的低碳钢瓦背和减摩层轴承衬一直沿着摆辗头的凹模腔表面辗压成型，摆头的凹模腔外径a，深度h和底宽b应与两端止推环的外径、厚度和宽度相等，模腔的内档边则是以凹腔内底为底园锥尖为顶点的锥面（参见图4），双金属板材就是沿此锥面在摆辗时被挤入凹模腔内 的，最后，轴瓦两端的双金属层都以园环形凹槽为根部翻倒在专用模具7两侧和辗挤填充在凹腔内成为双翻边的止推园环，再经过摆辗头的若干次旋转和施压，摆头平稳地多次辗压移过止推园环表面，使止推环表面达到很高光洁度和尺寸精度，同时又可保证止推园环与轴瓦的垂直精度。在辗压塑性变形较差、减摩合金层中含铅较多的双金属板材轴瓦时，应该对工件加热，在150°-600℃范围内选择适当的温度进行温辗，以防止减摩合金层的开裂。本发明除了用卧式摆辗机辗压翻边成型外，还可以把放入专用模具里的两个半圆形轴瓦置于立式摆辗机中进行滚动辗压，工艺参数与卧式滚辗时相同，滚辗翻边一侧止推环端面后，再倒置工件滚辗另一侧的止推环端面。而在立式摆辗机上滚辗加工时，可以是摆辗头向下施压进给，也可以用上举式油缸推压工件进给。

本发明除了把两个轴瓦对齐合成轴套形进行加工（此时止推环的半园两端留有小扇形缺损而不是完整的半园环，但不会影响其在各种工况下的应用）以外，还可以把单个轴瓦放入专用模具中进行摆辗，这样可以得到完整的半园园环。这时应在该轴瓦所相对的另外半园的位置上安置一个其形状类似轴瓦止推环的弹性阻尼装置或硬橡胶模块，用以平衡摆头的旋转受力，此时，工艺参数与上述两个轴瓦对合成轴套加工时相类似，只是摆头垂直进给速度应酌情减慢。

Claims (9)

1、一种双金属双翻边止推轴瓦坯件的生产方法，其特征在于先把一块其长度为两个止推环宽度和轴瓦长度之和的双金属轴承板材整体冲压制成半圆形的轴瓦，再把两个半圆形轴瓦对齐合成一个轴套形，然后，把该轴套的两端与止推环连接处的减摩合金层全部切削掉，形成两个宽度都不小于2毫米的园环形凹槽，放入专用模具里置于卧式摆动辗压机中进行滚动辗压，此时，两个卧式摆辗头的旋转速度相同、方向相反，并同时相向进给，施加同样的压力进行滚辗，摆辗头转速为200-300转/分，压力为50-200兆帕，两摆辗头的轴线与止推环端平面的夹角均为0°-3°，两摆辗头各自辗压旋转5-25圈，就可在两边同时翻边辗制一个止推环端面，实现滚压翻边成型。

2、如权利要求1所述的生产方法，其特征在于双金属轴承板材是以低碳钢为瓦背，以铜合金、铝合金、金属塑料为轴承衬的。

3、如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于以铝合金、金属塑料为轴承衬的双金属板材可以省略切削减摩轴承衬加工凹槽的工序，对合成轴套园筒形后，可直接滚辗翻边成型。

4、如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于双金属轴承板材可以是浇铸成型、或烧结成型、或轧制复合的。

5、如权利要求1所述的生产方法，其特征在于对于含铅较多、塑性较差的铜合金轴承衬，应该对工件加热至150°-600℃进行温辗。

6、如权利要求1所述的生产方法，其特征在于摆辗头锥表面上的凹形工作模腔的外挡边的外径、深度和底宽均和所加工的止推园环的外径、厚度和宽度相等，模腔的内挡边则为以此凹腔内底为底园、锥表面之尖顶为顶点的锥面。

7、如权利要求1所述的生产方法，其特征在于除了把两个轴瓦对齐合成轴套形进行翻边加工以外，还可以把单个轴瓦放入专用模具里进行滚辗翻边，制成完整的半园园环止推环的双翻边半园轴瓦;此时，应在模具里该轴瓦所相对的另外半园位置上安放一个其形状类似轴瓦止推环的弹性阻尼装置或硬橡胶模块，工艺参数与上述条件相同，但进给速度要减慢。

8、一种双金属双翻边止推轴瓦坯件的生产方法，其特征在于先把一块其长度为两个止推环宽度和轴瓦长度之和的双金属轴承板材整体冲压制成半圆形的轴瓦，再把两个半圆形轴瓦对齐合成一个轴套形，然后，把该轴套的两端与止推环连接处的减摩合金层全部切削掉，形成两个宽度都不小于2毫米的圆环形凹槽，放入专用模具里置于立式摆动辗压机中进行滚动辗压，摆辗头转速为200～300转/分，压力为50～200兆泊，摆辗头的轴线与止推环端平面的夹角为0°～3°，辗压施转5～25圈翻边辗制成一个止推环端面后，再倒置工件，滚辗翻边另一侧的止推环端面，实现滚压翻边成型。

9、如权利要求8所述的生产方法，其特征在于在立式摆辗机上滚辗加工时，可以是摆辗头向下施压进给，也可以用上举式油缸推压工件进给。

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