CN104191172A - 合金钢轴承座的加工方法 - Google Patents

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    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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Abstract

本发明公开了一种合金钢轴承座的加工方法，用于含有Cr、Ni和Mo元素的合金钢轴承座的制造，加工方法包括顺序进行的以下步骤：铸造、加工基准面、孔加工、制作连接螺栓孔，铸造与加工基准面步骤之间还设置有热处理步骤；热处理步骤包括淬火和回火；淬火工序为分阶段升温，淬火的冷却为先炉冷后空冷；加工基准面为加工坯料的端面；孔加工为加工位于端面轴向上的中心圆孔，孔加工包括粗加工孔和精加工孔两个步骤。本加工工艺路线简单，有利于合金钢轴承座的质量和生产效率。

Description

合金钢轴承座的加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工制造工艺领域，特别是涉及一种合金钢轴承座的加工方法。
背景技术
现有技术中轴承座被广泛运用于转动设备中，作为轴承的支撑构件。轴承座上设置有同心圆孔，所述同心圆孔即为轴承的安装工位。现有技术中，在要求回转精度高、重载或者转速较高的转动设备中，经常需要在同一个轴承座中安装两个甚至更多的轴承以为转轴提供两个或者更多的支撑点，如传动轴较长的螺杆泵轴承箱、大型凉水塔的风机主轴轴承箱、卷板机的辊轮轴承箱等。
现有技术中轴承座上的中心圆孔一般由两段异径且轴线共线的圆孔组成，两段圆孔的过渡段作为轴承的轴肩，以简化轴承座的结构和便于轴承安装，两段圆孔在直径较大时由于普通车刀的限制，多采用镗床镗孔的形式加工而成，然而用于镗孔的刀具在切削加工过程中易磨损，镗刀加工长度为100mm的孔磨损量可能达到0.1mm，严重影响得到的中心圆孔与轴承的过盈配合精度，不利于转动设备轴承等零件的使用寿命，同时现有技术中轴承座的抗冲击力学性能有待于进一步提高。
发明内容
针对上述现有技术中镗孔的刀具在切削加工过程中易磨损，镗刀加工长度为100mm的孔磨损量可能达到0.1mm，严重影响得到的中心圆孔与轴承的过盈配合精度，不利于转动设备轴承等零件的使用寿命，同时现有技术中轴承座的抗冲击力学性能有待于进一步提高的问题，本发明提供了一种合金钢轴承座的加工方法。
针对上述问题，本发明提供的合金钢轴承座的加工方法通过以下技术要点来达到发明目的：合金钢轴承座的加工方法，用于含有Cr、Ni和Mo元素的合金钢轴承座的制造，所述加工方法包括顺序进行的以下步骤：铸造、加工基准面、孔加工、制作连接螺栓孔，所述铸造与加工基准面步骤之间还设置有热处理步骤；
所述热处理步骤包括淬火和回火，所述淬火为将锻造得到的锻件加热至975-1050℃并保温不少于6h后冷却，所述回火为将淬火得到的坯料加热至580-630℃并保温不少于8h后油冷；
所述淬火工序中坯料在达到975-1050℃之前坯料的升温为分阶段升温，即在升温过程中至少设置一段时长不少于1h的保温阶段，淬火的冷却为先炉冷至800-850℃后油冷至180-200℃后空冷；
所述回火中的油冷为将坯料冷却至200-250℃后空冷；
所述加工基准面为加工坯料的端面；
所述孔加工为加工位于所述端面轴向上的中心圆孔，孔加工包括粗加工孔和精加工孔两个步骤，所述粗加工孔为采用直径小于轴承座中心圆孔设计直径的钻头对坯料进行通孔钻制，得到预钻通孔；
所述精加工孔为由预钻通孔的两端分别采用镗刀对预钻通孔进行扩孔处理，最后的到为同心异径孔的中心圆孔。
本工艺路线中，采用镗刀对预钻通孔进行扩孔时，镗刀由坯料的两端的轴向进刀量控制在略大于设计的用于轴承座装配的轴承的宽度即可，这样，镗刀由于沿着中心圆孔轴向的进刀量小，可有效减小在每次扩孔进程中镗刀的磨损量，如在加工300mm的螺杆泵轴承箱过程中，为型号为6216的轴承镗削安装工位，镗孔精度可控制在0.015mm的范围内；采用以上工艺得到的轴承安装工位之间的中心圆孔由于不用于与轴承配合，这样只需要保证其直径大于轴径即可，即以上工艺还有利于轴承箱的生产效率。
设置的热处理步骤用于消除或削弱由锻造步骤给坯料带来的结晶组织粗大、成分偏析等缺陷，并且在热处理完成后使得坯料具有合适的硬度以适宜于后续的机械加工。上述热处理步骤中，对淬火、回火的加热温度、保温时间和冷却方式的选择，可使得完成热处理的坯料在金相组织细密的前提下，坯料金相组织中存在大量性能优良的条状马氏体， 有利于坯料的强韧性，使得以上工艺得到的产品具有良好的抗冲击性能。
设置的淬火工序中分阶段升温和分阶段降温、回火过程中油冷到一定程度后采用空冷的形式，均用于防止坯料中热应力急剧增加，特别是在淬火过程中炉冷温度下线的限定，有利于在保证淬火质量的情况下得到最好的冷却热应力残余。
更进一步的技术方案为：
为保证镗刀在进刀过程中的磨损量控制在较小范围内，以保证中心圆孔的镗孔质量，所述镗刀在中心圆孔轴线上的进刀量数值介于20mm-60mm范围内。
为便于进行孔加工，所述加工基准面为采用锯床、刨床、磨床三者中的至少一个将端面加工为平面。
为便于机械加工，所述铸造与加工基准面、加工基准面与孔加工、孔加工与制作连接螺栓孔之间均设置有划线步骤。
本发明具有以下有益效果：
1、本工艺路线中，采用镗刀对预钻通孔进行扩孔时，镗刀由坯料的两端的轴向进刀量控制在略大于设计的用于轴承座装配的轴承的宽度即可，这样，镗刀由于沿着中心圆孔轴向的进刀量小，可有效减小在每次扩孔进程中镗刀的磨损量，如在加工300mm的螺杆泵轴承箱过程中，为型号为6216的轴承镗削安装工位，镗孔精度可控制在0.015mm的范围内；采用以上工艺得到的轴承安装工位之间的中心圆孔由于不用于与轴承配合，这样只需要保证其直径大于轴径即可，即以上工艺还有利于轴承箱的生产效率。
2、设置的热处理步骤用于消除或削弱由锻造步骤给坯料带来的结晶组织粗大、成分偏析等缺陷，并且在热处理完成后使得坯料具有合适的硬度以适宜于后续的机械加工。上述热处理步骤中，对淬火、回火的加热温度、保温时间和冷却方式的选择，可使得完成热处理的坯料在金相组织细密的前提下，坯料金相组织中存在大量性能优良的条状马氏体， 有利于坯料的强韧性，使得以上工艺得到的产品具有良好的抗冲击性能。
3、设置的淬火工序中分阶段升温和分阶段降温、回火过程中油冷到一定程度后采用空冷的形式，均用于防止坯料中热应力急剧增加，特别是在淬火过程中炉冷温度下线的限定，有利于在保证淬火质量的情况下得到最好的冷却热应力残余。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。
实施例1：
合金钢轴承座的加工方法，用于含有Cr、Ni和Mo元素的合金钢轴承座的制造，所述加工方法包括顺序进行的以下步骤：铸造、加工基准面、孔加工、制作连接螺栓孔，所述铸造与加工基准面步骤之间还设置有热处理步骤；
所述热处理步骤包括淬火和回火，所述淬火为将锻造得到的锻件加热至975-1050℃并保温不少于6h后冷却，所述回火为将淬火得到的坯料加热至580-630℃并保温不少于8h后油冷；
所述淬火工序中坯料在达到975-1050℃之前坯料的升温为分阶段升温，即在升温过程中至少设置一段时长不少于1h的保温阶段，淬火的冷却为先炉冷至800-850℃后油冷至180-200℃后空冷；
所述回火中的油冷为将坯料冷却至200-250℃后空冷；
所述加工基准面为加工坯料的端面；
所述孔加工为加工位于所述端面轴向上的中心圆孔，孔加工包括粗加工孔和精加工孔两个步骤，所述粗加工孔为采用直径小于轴承座中心圆孔设计直径的钻头对坯料进行通孔钻制，得到预钻通孔；
所述精加工孔为由预钻通孔的两端分别采用镗刀对预钻通孔进行扩孔处理，最后的到为同心异径孔的中心圆孔。
本工艺路线中，采用镗刀对预钻通孔进行扩孔时，镗刀由坯料的两端的轴向进刀量控制在略大于设计的用于轴承座装配的轴承的宽度即可，这样，镗刀由于沿着中心圆孔轴向的进刀量小，可有效减小在每次扩孔进程中镗刀的磨损量，如在加工300mm的螺杆泵轴承箱过程中，为型号为6216的轴承镗削安装工位，镗孔精度可控制在0.015mm的范围内；采用以上工艺得到的轴承安装工位之间的中心圆孔由于不用于与轴承配合，这样只需要保证其直径大于轴径即可，即以上工艺还有利于轴承箱的生产效率。
设置的热处理步骤用于消除或削弱由锻造步骤给坯料带来的结晶组织粗大、成分偏析等缺陷，并且在热处理完成后使得坯料具有合适的硬度以适宜于后续的机械加工。上述热处理步骤中，对淬火、回火的加热温度、保温时间和冷却方式的选择，可使得完成热处理的坯料在金相组织细密的前提下，坯料金相组织中存在大量性能优良的条状马氏体， 有利于坯料的强韧性，使得以上工艺得到的产品具有良好的抗冲击性能。
设置的淬火工序中分阶段升温和分阶段降温、回火过程中油冷到一定程度后采用空冷的形式，均用于防止坯料中热应力急剧增加，特别是在淬火过程中炉冷温度下线的限定，有利于在保证淬火质量的情况下得到最好的冷却热应力残余。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：为保证镗刀在进刀过程中的磨损量控制在较小范围内，以保证中心圆孔的镗孔质量，所述镗刀在中心圆孔轴线上的进刀量数值介于20mm-60mm范围内。
为便于进行孔加工，所述加工基准面为采用锯床、刨床、磨床三者中的至少一个将端面加工为平面。
为便于机械加工，所述铸造与加工基准面、加工基准面与孔加工、孔加工与制作连接螺栓孔之间均设置有划线步骤。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.合金钢轴承座的加工方法，用于含有Cr、Ni和Mo元素的合金钢轴承座的制造，所述加工方法包括顺序进行的以下步骤：铸造、加工基准面、孔加工、制作连接螺栓孔，其特征在于，所述铸造与加工基准面步骤之间还设置有热处理步骤；
所述热处理步骤包括淬火和回火，所述淬火为将锻造得到的锻件加热至975-1050℃并保温不少于6h后冷却，所述回火为将淬火得到的坯料加热至580-630℃并保温不少于8h后油冷；
所述淬火工序中坯料在达到975-1050℃之前坯料的升温为分阶段升温，即在升温过程中至少设置一段时长不少于1h的保温阶段，淬火的冷却为先炉冷至800-850℃后油冷至180-200℃后空冷；
所述回火中的油冷为将坯料冷却至200-250℃后空冷；
所述加工基准面为加工坯料的端面；
所述孔加工为加工位于所述端面轴向上的中心圆孔，孔加工包括粗加工孔和精加工孔两个步骤，所述粗加工孔为采用直径小于轴承座中心圆孔设计直径的钻头对坯料进行通孔钻制，得到预钻通孔；
所述精加工孔为由预钻通孔的两端分别采用镗刀对预钻通孔进行扩孔处理，最后的到为同心异径孔的中心圆孔。
2.根据权利要求1所述的合金钢轴承座的加工方法，其特征在于，所述镗刀在中心圆孔轴线上的进刀量数值介于20mm-60mm范围内。
3.根据权利要求1所述的合金钢轴承座的加工方法，其特征在于，所述加工基准面为采用锯床、刨床、磨床三者中的至少一个将端面加工为平面。
4.根据权利要求1至4中任意一个所述的合金钢轴承座的加工方法，其特征在于，所述铸造与加工基准面、加工基准面与孔加工、孔加工与制作连接螺栓孔之间均设置有划线步骤。
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