CN108160903A - 一种球面滚子辗压成形工艺及其辗压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球面滚子辗压成形工艺，依次包括以下步骤：原材料检验、截料、中频感应加热、外径辗压成形、球化退火、车端面及倒角、软磨外径、热处理和精磨加工。通过辗压成形工艺，先将轴承钢加热到热锻温度，并在该温度下用辗压轮成形辗压其外径，加工出符合要的外径曲率与外径直径尺寸的滚子毛坯，金属在辗压加工过程中，其材料内部的气孔、疏松及各种杂质沿变形方向伸长，呈纤维状分布，通过辗压成形可以达到消除金属内在缺陷，改金属组织，使金属流线分布合理，致密度好，从而提高滚子疲劳寿命，延长轴承的使用寿命，并且外径辗压成形通过辗压装置进行加工，满足不同外径直径尺寸的滚子毛坯加工成型。
Description
【技术领域】
本发明涉及轴承的技术领域，特别涉及一种球面滚子辗压成形工艺及其辗压装置。
【背景技术】
调心滚子轴承具有双列对称型球面滚子，外圈有1条共用球面滚道，内圈有2条滚道并相对轴承轴线倾斜成一个角度。这种巧妙的构造使它具有自动调心性能，因而不易受轴与轴承箱座角度对误差或轴弯曲的影响，适用于安装误差或轴挠曲而引起角度误差之场合。该轴承除能承受径向负荷外，还能承受双向作用的轴向负荷。
以轴承而言，影响轴承寿命的主要破坏形式是疲劳剥落。球面滚子在调心滚子轴承的内圈和外圈之间起滚动和传递力的作用，是承受负荷的零件，其质量直接影响着轴承承载能力和使用寿命。行业现在常用的球面滚子毛坯主要以冷镦成形与车制成形方法加工，滚子冷镦后由于环带处有纤维露头，容易引起疲劳剥落；而车制滚子，由于滚子滚动表面经车削，部分纤维被切断，平均寿命也有所降低。为了提高滚动体的疲劳寿命，有必要提出一种球面滚子辗压成形工艺及其辗压装置。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种球面滚子辗压成形工艺及其辗压装置，其旨在解决现有技术中轴承中的滚动体结构强度、致密度较低，滚动体的疲劳寿命短的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种球面滚子辗压成形工艺，依次包括以下步骤：
S1、原材料检验：先将球面滚子材料取样化验，化验合格后备用；
S2、截料：将材料通过切料机按照规定长度进行切断处理，得到短圆柱棒料；
S3、中频感应加热：将短圆柱棒料投入中频感应加热炉内进行加热；
S4、外径辗压成形：将加热好的短圆柱棒料进行热辗压成形，得到滚子毛坯；
S5、球化退火：将热辗压成形后的滚子毛坯进行球化退火处理；
S6、车端面及倒角：将球化退火处理后的滚子毛坯置于车床上，车出滚子端面和倒角；
S7、软磨外径：对滚子毛坯进行外径软磨；
S8、热处理：对外径软磨后的滚子毛坯进行热处理加工；
S9、精磨加工：对热处理后的滚子毛进行精磨，得到球面滚子，然后清洗、干燥、终检外观，最后涂油包装。
作为优选，所述的S4中热辗压成形采用辗压装置，所述的辗压装置包括底座、支承轮、辗压轮、电机、定位柱和控制装置，所述的底座上设置有支承轮和辗压轮，所述的辗压轮与电机的输出轴连接，所述的底座还在支承轮和辗压轮之间设置有定位柱，所述的控制装置通过电机驱动器与电机电性连接。
作为优选，还包括压紧机构，所述的压紧机构由两个伸缩气缸和连接滑块构成，所述的两个伸缩气缸安装在底座的竖直侧壁上，且两个伸缩气缸呈上下分布，每个伸缩气缸的伸缩杆前端均与一连接滑块相连，所述的支承轮通过轴承安装在固定轴上，所述的固定轴的两端分别与两个伸缩气缸所连的连接滑块固定连接，所述的底座在上端面上还设置一滑槽，下方的伸缩气缸所连的连接滑块与滑槽配合，并能够沿着滑槽水平移动，所述的伸缩气缸通过电磁阀与控制装置电性连接。
作为优选，两个所述的伸缩气缸的伸缩方向与底座的竖直侧壁垂直。
作为优选，所述的底座与竖直侧壁的两侧设置有加强连接板。
作为优选，所述的电机固定安装在底座设置的电机安装室内，且电机的输出轴与转轴联接，所述的转轴与辗压轮连接。
作为优选，所述的支承轮、辗压轮和定位柱三者的中心在同一直线上，且支承轮和辗压轮上设置有球形滚道。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种球面滚子辗压成形工艺，通过辗压成形工艺，先将轴承钢加热到热锻温度，并在该温度下用辗压轮成形辗压其外径，加工出符合要的外径曲率与外径直径尺寸的滚子毛坯，金属在辗压加工过程中，其材料内部的气孔、疏松及各种杂质沿变形方向伸长，呈纤维状分布，通过辗压成形可以达到消除金属内在缺陷，改金属组织，使金属流线分布合理，致密度好，从而提高滚子疲劳寿命，延长轴承的使用寿命。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明实施例的辗压装置的主视结构示意图；
图2是本发明实施例的辗压装置的内部结构示意图。
图中：1-底座、11-竖直侧壁、12-滑槽、13-加强连接板、14-电机安装室、2-支承轮、3-辗压轮、4-电机、41-电机驱动器、5-定位柱、6-控制装置、7-压紧机构、71-伸缩气缸、72-连接滑块、73-电磁阀、8-轴承、9-固定轴、10-转轴。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明实施例提供一种球面滚子辗压成形工艺，依次包括以下步骤：
S1、原材料检验：先将球面滚子材料取样化验，化验合格后备用，滚子材料选用轴承钢。
S2、截料：将材料通过切料机按照规定长度进行切断处理，得到短圆柱棒料。
S3、中频感应加热：将短圆柱棒料投入中频感应加热炉内进行加热，加热至热锻温度。
S4、外径辗压成形：将加热好的短圆柱棒料在该热锻温度下进行热辗压成形，得到滚子毛坯。
S5、球化退火：将热辗压成形后的滚子毛坯进行球化退火处理。
S6、车端面及倒角：将球化退火处理后的滚子毛坯置于车床上，车出滚子端面和倒角。
S7、软磨外径：对滚子毛坯进行外径软磨。
S8、热处理：对外径软磨后的滚子毛坯进行热处理加工。
S9、精磨加工：对热处理后的滚子毛进行精磨，得到球面滚子，然后清洗、干燥、终检外观，最后涂油包装。
在本发明实施例中，所述的S4中热辗压成形采用辗压装置，所述的辗压装置包括底座1、支承轮2、辗压轮3、电机4、定位柱5和控制装置6，所述的底座1上设置有支承轮2和辗压轮3，所述的辗压轮3与电机4的输出轴连接，所述的底座1还在支承轮2和辗压轮3之间设置有定位柱5，所述的控制装置6通过电机驱动器41与电机4电性连接。
进一步地，还包括压紧机构7，所述的压紧机构7由两个伸缩气缸71和连接滑块72构成，所述的两个伸缩气缸71安装在底座1的竖直侧壁11上，且两个伸缩气缸71呈上下分布，每个伸缩气缸71的伸缩杆前端均与一连接滑块72相连，所述的支承轮2通过轴承8安装在固定轴9上，所述的固定轴9的两端分别与两个伸缩气缸71所连的连接滑块72固定连接，所述的底座1在上端面上还设置一滑槽12，下方的伸缩气缸71所连的连接滑块72与滑槽12配合，并能够沿着滑槽12水平移动，所述的伸缩气缸71通过电磁阀73与控制装置6电性连接。
其中，两个所述的伸缩气缸71的伸缩方向与底座1的竖直侧壁11垂直。
进一步地，所述的底座1与竖直侧壁11的两侧设置有加强连接板13，通过加强连接板13增强底座1与竖直侧壁11的结构强度。
进一步地，所述的电机4固定安装在底座1设置的电机安装室14内，且电机4的输出轴与转轴10联接，所述的转轴10与辗压轮3连接。
更进一步地，所述的支承轮2、辗压轮3和定位柱5三者的中心在同一直线上，且支承轮2和辗压轮3上设置有球形滚道。
本发明工作过程：
本发明的辗压装置在工作过程中，通过控制装置6控制两个伸缩气缸71同时收缩，保证支承轮2和辗压轮3之间的间距满足大于短圆柱棒料直径，方便加热至热锻温度的短圆柱棒料放入支承轮2和辗压轮3之间，且定位柱5的上端顶住短圆柱棒料的底部，再控制两个伸缩气缸71同时伸长，压紧短圆柱棒料，启动电机4后，由电机4驱动辗压轮3转动，对短圆柱棒料进行热辗压其外径，加工出符合要的外径曲率与外径直径尺寸的滚子毛坯，外径直径尺寸可以通过压紧机构7上伸缩气缸71的伸缩量进行控制，满足不同外径直径尺寸的滚子毛坯加工成型。轴承钢在辗压加工过程中，其材料内部的气孔、疏松及各种杂质沿变形方向伸长，呈纤维状分布。在其纵截面上经抛光酸腐蚀后，可以看到条纹状的线条，称为金属纤维组织或金属流线，轴承的疲劳剥落与金属流线有很大关系，通过辗压成形可以达到消除金属内在缺陷，改金属组织，使金属流线分布合理，致密度好，从而提高滚子疲劳寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种球面滚子辗压成形工艺，其特征在于：依次包括以下步骤：
S1、原材料检验：先将球面滚子材料取样化验，化验合格后备用；
S2、截料：将材料通过切料机按照规定长度进行切断处理，得到短圆柱棒料；
S3、中频感应加热：将短圆柱棒料投入中频感应加热炉内进行加热；
S4、外径辗压成形：将加热好的短圆柱棒料进行热辗压成形，得到滚子毛坯；
S5、球化退火：将热辗压成形后的滚子毛坯进行球化退火处理；
S6、车端面及倒角：将球化退火处理后的滚子毛坯置于车床上，车出滚子端面和倒角；
S7、软磨外径：对滚子毛坯进行外径软磨；
S8、热处理：对外径软磨后的滚子毛坯进行热处理加工；
S9、精磨加工：对热处理后的滚子毛进行精磨，得到球面滚子，然后清洗、干燥、终检外观，最后涂油包装。
2.如权利要求1所述的一种球面滚子辗压成形工艺，其特征在于：所述的S4中热辗压成形采用辗压装置，所述的辗压装置包括底座(1)、支承轮(2)、辗压轮(3)、电机(4)、定位柱(5)和控制装置(6)，所述的底座(1)上设置有支承轮(2)和辗压轮(3)，所述的辗压轮(3)与电机(4)的输出轴连接，所述的底座(1)还在支承轮(2)和辗压轮(3)之间设置有定位柱(5)，所述的控制装置(6)通过电机驱动器(41)与电机(4)电性连接。
3.如权利要求2所述的一种球面滚子辗压成形工艺，其特征在于：还包括压紧机构(7)，所述的压紧机构(7)由两个伸缩气缸(71)和连接滑块(72)构成，所述的两个伸缩气缸(71)安装在底座(1)的竖直侧壁(11)上，且两个伸缩气缸(71)呈上下分布，每个伸缩气缸(71)的伸缩杆前端均与一连接滑块(72)相连，所述的支承轮(2)通过轴承(8)安装在固定轴(9)上，所述的固定轴(9)的两端分别与两个伸缩气缸(71)所连的连接滑块(72)固定连接，所述的底座(1)在上端面上还设置一滑槽(12)，下方的伸缩气缸(71)所连的连接滑块(72)与滑槽(12)配合，并能够沿着滑槽(12)水平移动，所述的伸缩气缸(71)通过电磁阀(73)与控制装置(6)电性连接。
4.如权利要求3所述的一种球面滚子辗压成形工艺，其特征在于：两个所述的伸缩气缸(71)的伸缩方向与底座(1)的竖直侧壁(11)垂直。
5.如权利要求3所述的一种球面滚子辗压成形工艺，其特征在于：所述的底座(1)与竖直侧壁(11)的两侧设置有加强连接板(13)。
6.如权利要求2所述的一种球面滚子辗压成形工艺，其特征在于：所述的电机(4)固定安装在底座(1)设置的电机安装室(14)内，且电机(4)的输出轴与转轴(10)联接，所述的转轴(10)与辗压轮(3)连接。
7.如权利要求2所述的一种球面滚子辗压成形工艺，其特征在于：所述的支承轮(2)、辗压轮(3)和定位柱(5)三者的中心在同一直线上，且支承轮(2)和辗压轮(3)上设置有球形滚道。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109013986A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-12-18 | 浙江天马轴承集团有限公司 | 轴承滚子冷辗成型机 |
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| CN109531083A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-29 | 同共(湖北)精密成形有限公司 | 一种半导体散热器及其加工方法 |
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