CN103244563B - 一种加工关节轴承外圈引裂结构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关节轴承的引裂结构及其加工方法，通过在关节轴承外圈上设有一排或两排引裂盲孔，此引裂结构适用于外圈直径不同的关节轴承，在进行表面渗碳处理时，克服了原有的因外圈直径增大而引起的变形量大的问题，节省材料降低了加工成本，最重要的是在进行表面二次加工时有利于渗碳层均匀覆盖，在所述关节轴承外圈的径向表面对应成排引裂盲孔设有引裂槽，有利于在对外圈进行冲压引裂时，轴承外圈便可以沿着所述引裂盲孔位置处截面裂开，且裂缝整齐完好；本发明轴承外圈表面渗碳引裂结构及加工方法提高表面层的耐磨性,同时保持心部有高的耐冲击能力。

Description

一种加工关节轴承外圈引裂结构的方法

技术领域

本发明涉及一种关节轴承加工方法，尤其涉及到一种加工关节轴承外圈引裂结构的方法。

背景技术

在关节轴承外圈的引裂结构制造工艺中，采用整体表面渗碳处理的方式提高表面层的耐磨性，同时保持心部有高的耐冲击能力，即强韧性。在先申请专利号CN200810174289.3 公开了一种开缝外圈向心关节轴承的加工方法，如图1所示，通过在关节轴承外圈准备开缝位置钻一个引裂孔A，然后沿引裂孔A到两边端面分别铣两段引裂弧B，再对外圈进行表面渗碳热处理。此公开的关节轴承中，当外圈的直径大于120mm，铣出的引裂弧B会比较长，造成外圈悬空部位较长，在对外圈进行表面渗碳热处理时，此悬空部位会造成外圈变形量增大，将造成精加工后渗碳层深度不均匀，废品率极高，同时增加了加工时间和材料提高了加工成本。因此有必要提供一种新的引裂结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种渗碳热处理变形量小、能提高关节轴承表面层耐磨性和耐冲击能力且有利于开缝的关节轴承外圈引裂结构及其加工方法。

本发明提供了一种单开缝式关节轴承外圈引裂结构，采用如下技术方案：在关节轴承外圈外球面轴向表面上设有一排引裂孔，所述一排引裂孔与关节轴承中心轴线平行；所述引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，相邻两引裂孔的孔边距距离为3-7mm，引裂孔孔径为3-8mm； 在关节轴承外圈内球面上设有引裂槽，所述引裂槽设置在对应成排引裂孔的中心线上。

本发明提供了一种针对单开缝式关节轴承外圈引裂结构的加工方法，步骤如下：

1). 先将关节轴承外圈轴向水平固定在工装夹具上，在位于外圈宽度中间位置钻铣一个引裂孔，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

2). 以步骤1)中钻铣好的引裂孔为基准，在其至外圈两端面之间，且与关节轴承中心轴线平行方向，分别钻铣出其余的引裂孔，相邻两引裂孔的孔边距距离为3-7mm，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

3). 加工引裂槽，其方法为：所述的引裂槽设置在关节轴承外圈内球面上，在关节轴承外圈端面与内球面交接处铣或冲一条引裂槽，并使该引裂槽位于对应成排引裂孔的中心线上。

4). 对钻铣有引裂孔和引裂槽的关节轴承外圈进行渗碳热处理；

5). 冲压引裂外圈，得到单开缝式关节轴承外圈。

所述的步骤4)中，对关节轴承外圈进行渗碳热处理后，外圈表面和引裂孔表面硬度达到54HRC—62HRC，心部硬度达到25HRC—48HRC，渗碳层深度为1.0-2.5mm。

本发明还提供了一种双开缝关节轴承外圈引裂结构，采用如下技术方案：在关节轴承外圈外球面轴向表面上设有两排引裂孔，所述两排引裂孔与关节轴承中心轴线平行，且两排引裂孔关于关节轴承的中心轴线对称设置；所述引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，相邻两引裂孔的孔边距距离为3-7mm，引裂孔孔径为3-8mm；在关节轴承外圈内球面上对应两排引裂孔分别设有引裂槽，所述引裂槽设置在对应成排引裂孔的中心线上。所述两条引裂槽关于关节轴承中心轴线对称设置。

本发明提供了一种针对双开缝式关节轴承外圈引裂结构的加工方法，步骤如下：

S1. 加工第一排引裂孔，具体步骤如下：

S11. 先将关节轴承外圈轴向水平固定在工装夹具上，在位于外圈宽度中间位置钻铣一个引裂孔，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

S12. 以步骤S11中钻铣好的引裂孔为基准，在其至外圈两端面之间，且与关节轴承中心轴线平行方向，分别钻铣出其余的引裂孔，相邻两引裂孔的孔边距距离为3-7mm，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

S2. 加工第二排引裂孔，具体步骤如下：

S21. 将步骤S1加工好第一排引裂孔的关节轴承外圈取出，翻转180°后将关节轴承外圈轴向水平固定在工装夹具上，在位于外圈宽度中间位置钻铣一个引裂孔，所述钻铣的引裂孔与步骤S11中之中间引裂孔关于关节轴承中心轴线对称，所述外圈宽度中间位置钻铣的引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

S22. 以步骤S21中钻铣好的引裂孔为基准，在其至外圈两端面之间，且与关节轴承中心轴线平行方向，分别钻铣出其余的引裂孔，相邻两引裂孔的孔边距距离为2-8mm，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为3-7mm，引裂孔孔径为3-8mm；

S3. 加工引裂槽，具体步骤如下：

所述的引裂槽设置在关节轴承外圈内球面上，在关节轴承外圈端面与内球面交接处铣（或冲）两条引裂槽，并使该引裂槽均位于对应成排引裂孔的中心线上。

S4. 对钻铣有引裂孔和引裂槽的外圈进行渗碳热处理；

S5. 冲压引裂外圈，得到双开缝式关节轴承外圈。

所述的步骤S4中，对关节轴承外圈进行渗碳热处理后，外圈表面和引裂孔表面硬度达到54HRC—62HRC，心部硬度达到25HRC—48HRC，渗碳层深度为1.0-2.5mm。

本发明采用以上技术方案，通过在关节轴承外圈上设有一排或两排引裂孔，此引裂结构适用于外圈直径不同的关节轴承，在进行表面渗碳处理时，克服了原有的因外圈直径增大而引起的变形量大的问题，同时减少了渗碳加工时间、节省材料降低了加工成本，最重要的是在进行渗碳热处理后的表面二次加工时有利于渗碳层均匀覆盖，在所述关节轴承外圈的径向表面对应成排引裂孔设有引裂槽，有利于在对外圈进行冲压引裂时，轴承外圈便可以沿着所述引裂孔位置处截面裂开，且裂缝整齐完好，引裂后外圈变形量可控制在0.03mm以内，满足产品使用要求；对外圈进行表面渗碳热处理时，外圈表面和排引裂孔表面的硬度均会达到54HRC—62HRC，心部硬度为25HRC—48HRC，渗碳层深度为1.0-2.5mm。本发明轴承外圈表面渗碳引裂结构及加工方法提高表面层的耐磨性，同时保持心部有高的耐冲击能力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有关节轴承外圈引裂结构剖视图；

图2是本发明单开缝式关节轴承外圈裂结构剖视图；

图3是本发明单开缝式关节轴承外圈引裂槽结构正视图；

图4是本发明单开缝式关节轴承外圈引裂槽结构俯视图；

图5是本发明双开缝式关节轴承外圈裂结构剖视图；

图6是本发明双开缝式关节轴承外圈引裂槽结构俯视图；

图7是本发明单缝与双缝关节轴承外圈引裂结构均适用的结构剖视图。

具体实施方式

请参阅图2和图3所示，本发明提供的一种单开缝式关节轴承的引裂结构，单开缝式关节轴承包括外圈1和内圈2，其引裂结构为：在关节轴承外圈1外球面轴向表面上设有一排引裂孔3，所述一排引裂孔3与关节轴承中心轴线平行；如图4所示，在关节轴承外圈1内球面上设有引裂槽4，所述引裂槽4设置在对应成排引裂孔3的中心线上；如图7所示，（图7中引裂槽4未标示出）所述引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离H为2-8mm，相邻两引裂孔3的孔边距W距离为3-7mm，引裂孔孔径D为3-8mm；本实例中所提供的单开缝式关节轴承的引裂结构，对关节轴承外圈1进行渗碳热处理后，外圈1表面和引裂孔3表面硬度O达到54HRC—62HRC，心部硬度I达到25HRC—48HRC，渗碳层深度L为1.0-2.5mm。

本实施例中，还提供了一种针对单开缝式关节轴承外圈引裂结构的加工方法，步骤如下：

1). 先将关节轴承外圈1轴向水平固定在工装夹具上，在位于外圈1宽度中间位置钻铣一个引裂孔3，引裂孔3孔底与关节轴承外圈1内球面距离H为2-8mm，引裂孔3孔径为3-8mm；

2). 以步骤1)中钻铣好的引裂孔为基准，在其至外圈两端面之间，且与关节轴承中心轴线平行方向，分别钻铣出其余的引裂孔3，相邻两引裂孔的孔边距距离W为3-7mm，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离H为2-8mm，引裂孔孔径D为3-8mm；

3). 加工引裂槽，其方法为：所述的引裂槽4设置在关节轴承外圈1内球面上，在关节轴承外圈1端面与内球面交接处铣（或冲）一条引裂槽4，并使该引裂槽4位于对应成排引裂孔3的中心线上。

4). 对钻铣有引裂孔3和引裂槽4的关节轴承外圈1进行渗碳热处理；

6). 冲压引裂外圈1，得到单开缝式关节轴承外圈。

所述的步骤4)中，对关节轴承外圈1进行渗碳热处理后，外圈1表面和引裂孔3表面硬度达到54HRC—62HRC，心部硬度达到25HRC—48HRC，渗碳层深度为1.0-2.5mm。

如图7所示，本实施例中钻铣的引裂孔3为引裂盲孔，外圈加工了成排的引裂盲孔后，在进行渗碳热处理后的硬化层可直达心部，从而可以使关节轴承单缝外圈可以顺利引裂，且裂缝整齐完好。

在实际应用中，还会用到双开缝式的关节轴承，为此本发明实施例中提供了一种双开缝关节轴承外圈引裂结构，如图5-7所示，本实施例中提供的双开缝关节轴承包括外圈1和内圈2，外圈1引裂结构为在关节轴承外圈1外球面轴向表面上设有两排引裂孔3，所述两排引裂孔3与关节轴承中心轴线平行，且两排引裂孔关于关节轴承的中心轴线对称设置；所述引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离H为2-8mm，相邻两引裂孔的孔边距距离W为3-7mm，引裂孔孔径D为3-8mm；如图6所示，在关节轴承外圈1内球面上对应两排引裂孔3分别设有引裂槽4，所述引裂槽4设置在对应成排引裂孔3的中心线上。所述两条引裂槽4关于关节轴承中心轴线对称设置。

如图7所示（图7中引裂槽4未标示出），本实例中所提供的双开缝式关节轴承的引裂结构，对关节轴承外圈1进行渗碳热处理后，外圈1表面和引裂孔3表面硬度O达到54HRC—62HRC，心部硬度I达到25HRC—48HRC，渗碳层深度L为1.0-2.5mm。

本实施例提供了一种针对双开缝式关节轴承外圈引裂结构的加工方法，请参阅图5-7所示，加工步骤如下：

S1. 加工第一排引裂孔，具体步骤如下：

S11. 先将关节轴承外圈1轴向水平固定在工装夹具上，在位于外圈1宽度中间位置钻铣一个引裂孔，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离H为2-8mm，引裂孔孔径D为3-8mm；

S12. 以步骤S11中钻铣好的引裂孔为基准，在其至外圈两端面之间，且与关节轴承中心轴线平行方向，分别钻铣出其余的引裂孔3，相邻两引裂孔的孔边距距离W为3-7mm，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离H为2-8mm，引裂孔孔径D为3-8mm；

S2. 加工第二排引裂孔，具体步骤如下：

S21. 将步骤S1加工好第一排引裂孔的关节轴承外圈取出，翻转180°后将关节轴承外圈轴向水平固定在工装夹具上，在位于外圈宽度中间位置钻铣一个引裂孔，使得所述钻铣的引裂孔与步骤S11中之中间引裂孔关于关节轴承中心轴线对称，所述外圈宽度中间位置钻铣的引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离H为2-8mm，引裂孔孔径D为3-8mm；

S22. 以步骤S21中钻铣好的引裂孔为基准，在其至外圈两端面之间，且与关节轴承中心轴线平行方向，分别钻铣出其余的引裂孔，相邻两引裂孔的孔边距距离W为2-8mm，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离H为3-7mm，引裂孔孔径D为3-8mm；

S3. 加工引裂槽，具体步骤如下：

所述的引裂槽4设置在关节轴承外圈1内球面上，在关节轴承外圈1端面与内球面交接处铣或冲两条引裂槽4，并使该引裂槽4均位于对应成排引裂孔3的中心线上。

S4. 对钻铣有引裂孔3和引裂槽4的外圈1进行渗碳热处理；

S5. 冲压引裂外圈1，得到双开缝式关节轴承外圈。

所述的步骤S4中，对关节轴承外圈1进行渗碳热处理后，外圈1表面和引裂孔3表面硬度O达到54HRC—62HRC，心部硬度I达到25HRC—48HRC，渗碳层深度L为1.0-2.5mm。

如图7所示，本实施例中钻铣的引裂孔3为引裂盲孔，外圈加工了成排的引裂盲孔后，在进行渗碳热处理后的硬化层可直达心部，从而可以使关节轴承双缝外圈可以顺利引裂成两半，且裂缝整齐完好。

本发明中单开缝式或双开缝式关节轴承外圈引裂结构中，钻铣的引裂孔实际个数由外圈1的直径、外圈1的宽度和加工时孔径的具体要求参数共同决定，一般钻铣有3-9个引裂孔。根据外圈1的直径、宽度和欲钻铣引裂孔3的具体规格，引裂孔3可做适当的增减，所钻铣引裂孔3为盲孔。另外，渗碳层深度L一般为1.0-2.5mm，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离H一般为渗碳层深度L的2倍。

本发明提供的单开缝式或双开缝式关节轴承外圈引裂结构，适用于外圈直径不同的关节轴承，在进行表面渗碳处理时，克服了原有的因外圈直径增大而引起的变形量大的问题，同时减少了渗碳加工时间、节省材料降低了加工成本，最重要的是在进行表面二次加工时有利于渗碳层均匀覆盖，引裂结构中设有引裂槽，有利于在对外圈进行冲压引裂时，轴承外圈便可以沿着所述引裂孔位置处截面裂开，且裂缝整齐完好，本发明轴承外圈表面渗碳引裂结构及加工方法提高表面层的耐磨性,同时保持心部有高的耐冲击能力。

Claims (6)

1. 一种加工关节轴承外圈引裂结构的方法，其特征在于：该关节轴承外圈引裂结构为在关节轴承外圈外球面轴向表面上设有一排引裂孔，所述一排引裂孔与关节轴承中心轴线平行，所述引裂结构的加工方法步骤如下：

1）先将关节轴承外圈轴向水平固定在工装夹具上，在位于外圈宽度中间位置钻铣一个引裂孔，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

2）以步骤1)中钻铣好的引裂孔为基准，在其至外圈两端面之间，且与关节轴承中心轴线平行方向，分别钻铣出其余的引裂孔，相邻两引裂孔的孔边距距离为3-7mm，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

3）加工引裂槽，其方法为：所述的引裂槽设置在关节轴承外圈内球面上，在关节轴承外圈端面与内球面交接处铣或冲一条引裂槽，并使该引裂槽位于对应成排引裂孔的中心线上；

4）对钻铣有引裂孔和引裂槽的关节轴承外圈进行渗碳热处理；

5）冲压引裂外圈，得到单开缝式关节轴承外圈。

2. 根据权利要求1所述的加工关节轴承外圈引裂结构的方法，其特征在于：所述的步骤4)中，对关节轴承外圈进行渗碳热处理后，外圈表面和引裂孔表面硬度达到54HRC—62HRC，心部硬度达到25HRC—48HRC，渗碳层深度为1.0-2.5mm。

3. 根据权利要求1所述的加工关节轴承外圈引裂结构的方法，其特征在于：所述关节轴承外圈引裂结构中，在关节轴承外圈内球面上设有引裂槽，所述引裂槽设置在对应成排引裂孔的中心线上。

4. 一种加工关节轴承外圈引裂结构的方法，其特征在于：该关节轴承外圈引裂结构为在关节轴承外圈外球面轴向表面上设有两排引裂孔，所述两排引裂孔与关节轴承中心轴线平行，且两排引裂孔关于关节轴承的中心轴线对称设置；

所述引裂结构的加工方法步骤如下：

S1. 加工第一排引裂孔，具体步骤如下：

S11. 先将关节轴承外圈轴向水平固定在工装夹具上，在位于外圈宽度中间位置钻铣一个引裂孔，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

S12. 以步骤S11中钻铣好的引裂孔为基准，在其至外圈两端面之间，且与关节轴承中心轴线平行方向，分别钻铣出其余的引裂孔，相邻两引裂孔的孔边距距离为3-7mm，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

S2. 加工第二排引裂孔，具体步骤如下：

S21. 将步骤S1加工好第一排引裂孔的关节轴承外圈取出，翻转180°后将关节轴承外圈轴向水平固定在工装夹具上，在位于外圈宽度中间位置钻铣一个引裂孔，所述钻铣的引裂孔与步骤S11中之中间引裂孔关于关节轴承中心轴线对称，所述外圈宽度中间位置钻铣的引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

S22. 以步骤S21中钻铣好的引裂孔为基准，在其至外圈两端面之间，且与关节轴承中心轴线平行方向，分别钻铣出其余的引裂孔，相邻两引裂孔的孔边距距离最小为3-7mm，引裂孔孔底与关节轴承外圈内球面距离为2-8mm，引裂孔孔径为3-8mm；

S3. 加工引裂槽，具体步骤如下：

所述的引裂槽设置在关节轴承外圈内球面上，在关节轴承外圈端面与内球面交接处铣或冲两条引裂槽，并使该引裂槽均位于对应成排引裂孔的中心线上；

S4. 对钻铣有引裂孔和引裂槽的外圈进行渗碳热处理；

S5. 冲压引裂外圈，得到双开缝式关节轴承外圈。

5. 根据权利要求4所述的加工关节轴承外圈引裂结构的方法，其特征在于：所述的步骤S4中，对关节轴承外圈进行渗碳热处理后，外圈表面和引裂孔表面硬度达到54HRC—62HRC，心部硬度达到25HRC—48HRC，渗碳层深度为1.0-2.5mm。

6.根据权利要求4所述的加工关节轴承外圈引裂结构的方法，其特征在于：所述关节轴承外圈引裂结构中，在关节轴承外圈内球面上对应两排引裂孔分别设有引裂槽，所述引裂槽设置在对应成排引裂孔的中心线上, 所述两条引裂槽关于关节轴承中心轴线对称设置。