CN108857274A - 双沟道金刚滚轮磨加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车轮毂轴承的加工方法，尤其是涉及一种双沟道金刚滚轮磨加工方法。其主要是解决现有技术所存在的轮毂加工方法的适用范围较窄，生产成本较高，生产的外圈的强度不够，精度较差，并且外圈上的残留物较多，影响产品质量等的技术问题。本发明用模具锻造出汽车轮毂外圈锻件，对外圈锻件进行粗车加工、第一次精车加工、热处理，对外圈粗品进行第二次精车加工，在外圈精品上进行钻孔，利用拼装式金刚滚轮装置对外圈精品加工双滚道或双沟道，对外圈精品进行第三次精车加工，加工出外圈精品的密封件档及外径，要求表面不得有毛刺、飞边、磕碰伤、尖角等，同心度<0.05mm，平行差<0.03mm，清洁外圈精品表面，即出外圈成品。

Description

双沟道金刚滚轮磨加工方法

技术领域

本发明涉及一种汽车轮毂轴承的加工方法，尤其是涉及一种双沟道金刚滚轮磨加工方法。

背景技术

汽车轮毂轴承是重要的汽车用滚动轴承，安装在汽车轮毂内，主要作用是承重和为轮毂的转动提供精确引导。它既承受轴向载荷又承受径向载荷，是一个非常重要的零部件。中国专利公开了一种汽车轮毂轴承单元高刚度内圈法兰的加工方法（公开号：CN107097047A），其包括以下步骤：步骤一，锯料：采用GCr15SiMn轴承钢棒料作为制备原料，根据内圈法兰的形状计算所需原料的质量，然后使用断料锯把棒料切段形成毛坯；步骤二，中频加热：将步骤一获得的毛坯放入中频感应加热炉内加热进行热处理，然后 进行去氧化皮喷砂处理；步骤三，闭式锻造：首先，在模具工作面喷涂氟系脱模剂；其次，将步骤二处理好的毛坯放入下模中，利用液压机推动上模向下进行闭式模锻，保持2-5秒后开启上模；第三，在锻件上喷涂硅系脱模剂，进行冷却和锻件脱模；步骤四，余温正火，低温回火；步骤五，冷却粗车：将步骤四得到的正火锻件冷却至室温进行粗车，得到外圈；步骤六，双重喷丸处理：对粗车后的外圈先后进行S-460和S-390双重钢丸喷丸强化处理；步骤七，钻孔：采用钻床加工外圈孔；步骤八，半精车、精车成形：将步骤七得到的外圈进行半精车和精车处理；步骤九，加工沟道，沟道超精；步骤二中，将步骤一获得的毛坯放入中频感应加热炉内加热至1150-1220℃进行热处理；步骤四具体过程为：首先，将步骤三得到的锻件在正火炉中加热至690-710℃，保温10-20分钟；其次，在空气中冷却正火，再加热到150-200℃，保温1.5-2.5小时，空冷回火；锻件在正火炉中加热至690-710℃，保温15分钟；加热到150-200℃，保温2小时；步骤五具体粗车过程为：将步骤四得到的锻件冷却至室温，粗车得到内圆面、端面一、端面二、端面四以及外圆面一和外圆面二；步骤八具为：首先半精车内圆面、端面一、端面二、端面四，然后半精车外圆面一和外圆面二，完成内圈法兰的成形。但是这种加工方法的适用范围较窄，生产成本较高，生产的外圈的强度不够，精度较差，并且外圈上的残留物较多，影响产品质量。

发明内容

本发明是提供一种双沟道金刚滚轮磨加工方法，其主要是解决现有技术所存在的轮毂加工方法的适用范围较窄，生产成本较高，生产的外圈的强度不够，精度较差，并且外圈上的残留物较多，影响产品质量等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的双沟道金刚滚轮磨加工方法，其特征在于所述的方法包括：

a.用模具锻造出汽车轮毂外圈锻件，表面不允许有裂纹、折叠、过烧缺陷，氧化皮凹陷深度<0.4mm，切边后残留飞边<0.5mm，锻件上下模错位<0.4mm，退火温度为830-930℃，退火硬度180-235HB；

b. 对外圈锻件进行粗车加工，所有粗车加工表面粗糙度为Ra6.3，防止有磕碰伤、铁锈、毛刺、划伤，得到外圈粗品；

c. 对外圈粗品进行第一次精车加工，加工出双滚道或双沟道、内轮廓、花键内孔及相关表面，要求工件表面不允许有毛刺、划花、磕碰伤、尖角，平行差<0.1mm；

d. 将经过第一次精加工的外圈粗品放入到热处理炉中进行热处理，温度为1000-1200℃，淬硬层深度1.5-4.5，硬度为59-62HRC，符合Q/WQZ125的规定，保持结构的完整性，淬硬层变形量<0.06mm，套圈须100%磁粉探伤；

e. 对外圈粗品进行第二次精车加工，加工出外圈粗品的配合端表面，要求工件表面不允许有毛刺、划花、磕碰伤、尖角等，同心度<0.05mm，平行差<0.03mm，表面粗糙度为Ra3.2，得到外圈精品；

f. 在外圈精品上进行钻孔，定位表面不得有毛刺、飞边、划伤凸起，孔不得有加工硬化现象，要求孔位截圆±0.15mm，孔径±0.05mm；

g. 利用拼装式金刚滚轮装置对外圈精品加工双滚道或双沟道，要求表面不得有烧伤、振纹和锈迹，必须保证结构完整性，粗超度<Ra0.8，圆度<3um；其中拼装式金刚滚轮装置包括有金刚滚轮，金刚滚轮由两个对称设置的圆弧修整器，两个圆弧修整器之间设有隔圈，圆弧修整器中间设有轴孔，圆弧修整器的外表面设有高平面、低平面，高平面与低平面之间设有圆弧面，圆弧修整器的端面上设有台阶，金刚滚轮连接传动机构；

h. 对外圈精品进行第三次精车加工，加工出外圈精品的密封件档及外径，要求表面不得有毛刺、飞边、磕碰伤、尖角等，同心度<0.05mm，平行差<0.03mm；

i. 清洁外圈精品表面及内部残留的铁屑、磨床泥等处理，要求清洁后产品光亮，无残留脏物，即出外圈成品。

本发明通过三次精车加工以及一次磨加工，并且限定了各步骤的参数范围，使得整个汽车轮毂外圈的加工精度较高，能够适用于精度要求较高的外圈的加工需求。同时，本发明将现有技术的整体的金刚滚轮拆分成三部分组成，两个圆弧修整器加中间的隔圈，隔圈根据特点产品的需要定做宽度，这样可以大大减少滚轮的投入和加快产品开发的速度。

作为优选，所述的传动机构包括有穿接在圆弧修整器、隔圈内的滚轮转轴，滚轮转轴连接在转轴座上，转轴座上设有滚轮电机，转轴座通过一根连杆连接有导轮，导轮活动连接在调节轨道上，调节轨道的两端连接有调节气缸，转轴座活动连接在机架上。本发明利用调节气缸推动调节轨道，使得滚轮转轴可以调整角度，互为基准点，从而保证了加工精度一致。

作为优选，所述的隔圈的端面上设有安装槽，安装槽内设有压紧件，压紧件的底部设有压力传感器，压力传感器通过数控机构连接滚轮电机。利用压紧件加紧压力传感器，使得压力传感器可以随时监测隔圈是否被安装到位，如果出现松动，则会自动发出信号到数控机构，从而使得滚轮电机停止运转，保证了加工精度。

作为优选，所述的热处理炉包括有炉体，炉体下部设有热处理输送带，热处理输送带包括有平行设置的若干支撑杆，支撑杆上穿接有推送板，相邻推送板之间通过咬合块以及咬合槽拼合，咬合块与咬合槽都为梯形，支撑杆通过摆杆连接传动杆，传动杆连接传动气缸，炉体内设有波浪形排布的加热管。推送板可以随着传动杆、支撑杆进行摆动，这样推送板向上翘起后，能够定位外圈工件，使其保持位置的一致性，从而保证了热处理的均匀性。

作为优选，所述的炉体分为三段式，第一段为1000-1050℃，第二段为1100-1150℃，第三段为1180-1200℃，三段炉体之间设有隔板。利用三段式的加温，使得外圈工件加温时是逐渐加温，使得工件内部的晶像组织变化较为温和，防止产生裂缝。

作为优选，所述的步骤f钻孔后，利用清扫机构对外圈精品进行清扫处理，清扫机构包括有管道，管道底部设有清扫输送带，清扫输送带的两侧设有毛刷辊，毛刷辊的一侧设有吹风机，管道的顶部连接有吸气管。清扫时，毛刷辊转动后可以将外圈工件上的杂质扫落，然后被吹风机吹起，再由吸气管吸入，这样被清理的杂质不会二次附在工件上，清洁较为完全，从而保证了生产精度。

作为优选，所述的步骤i在清洁时采用清洁机构，清洁机构包括有清洁通道，清洁通道底部设有清洁输送带，清洁输送带底部设有废液槽，清洁通道的顶部设有球面型的喷头座，喷头座上设有喷头，清洁通道的后部设有升降杆，升降杆连接升降气缸，升降杆的下端连接有除泥喷头，除泥喷头为扁形，其内部设有多个交错设置的增压凸块。本发明的喷头座可以转动，这样喷头可以旋转地对工件进行喷洒除杂质。除泥喷头的增压凸块可以使得水流的压强较大，从而能够将残留在外圈上的泥除去，使得加工出来的外圈成品较为光滑。

因此，本发明的外圈加工的适用范围较宽，根据联动的可拼装的金刚滚轮装置使得滚轮尺寸可以变化，生产成本较低，生产的外圈的强度不够，精度较差，并且外圈上的残留物较多，影响产品质量。

附图说明

附图1是本发明外圈的一种结构示意图；

附图2是本发明金刚滚轮的一种结构示意图；

附图3是本发明传动机构的一种结构示意图；

附图4是本发明热处理炉的一种结构示意图；

附图5是本发明热处理输送带的一种结构示意图；

附图6是本发明清扫机构的一种结构示意图；

附图7是本发明清洁机构的一种结构示意图；

附图8是本发明除泥喷头的一种结构示意图。

图中零部件、部位及编号：圆弧修整器1、隔圈2、轴孔3、高平面4、低平面5、圆弧面6、台阶7、滚轮转轴8、转轴座9、连杆10、导轮11、调节轨道12、调节气缸13、机架14、安装槽15、压紧件16、压力传感器17、炉体18、热处理输送带19、支撑杆20、推送板21、咬合块22、摆杆23、传动杆24、传动气缸25、加热管26、隔板27、管道28、清扫输送带29、毛刷辊30、吹风机31、吸气管32、清洁通道33、清洁输送带34、废液槽35、喷头座36、喷头37、升降杆38、升降气缸39、除泥喷头40、增压凸块41、外圈42。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本例的双沟道金刚滚轮磨加工方法，其特征在于所述的方法包括：

a.用模具锻造出汽车轮毂外圈锻件，表面不允许有裂纹、折叠、过烧缺陷，氧化皮凹陷深度<0.4mm，切边后残留飞边<0.5mm，锻件上下模错位<0.4mm，退火温度为900℃，退火硬度180-235HB；

b. 对外圈锻件进行粗车加工，所有粗车加工表面粗糙度为Ra6.3，防止有磕碰伤、铁锈、毛刺、划伤，得到外圈粗品；

c. 对外圈粗品进行第一次精车加工，加工出双滚道或双沟道、内轮廓、花键内孔及相关表面，要求工件表面不允许有毛刺、划花、磕碰伤、尖角，平行差<0.1mm；

d. 将经过第一次精加工的外圈粗品放入到热处理炉中进行热处理，如图4，热处理炉包括有炉体18，炉体下部设有热处理输送带19，如图5，热处理输送带包括有平行设置的若干支撑杆20，支撑杆上穿接有推送板21，相邻推送板之间通过咬合块22以及咬合槽拼合，咬合块与咬合槽都为梯形，支撑杆通过摆杆23连接传动杆24，传动杆连接传动气缸25，炉体内设有波浪形排布的加热管26。炉体分为三段式，第一段为1050℃，第二段为1150℃，第三段为1200℃，三段炉体之间设有隔板27，每一段热处理的时间为20分钟，淬硬层深度1.5-4.5，硬度为59-62HRC，符合Q/WQZ125的规定，保持结构的完整性，淬硬层变形量<0.06mm，套圈须100%磁粉探伤；

e. 对外圈粗品进行第二次精车加工，加工出外圈粗品的配合端表面，要求工件表面不允许有毛刺、划花、磕碰伤、尖角等，同心度<0.05mm，平行差<0.03mm，表面粗糙度为Ra3.2，得到外圈精品；

f. 在外圈精品上进行钻孔，定位表面不得有毛刺、飞边、划伤凸起，孔不得有加工硬化现象，要求孔位截圆±0.15mm，孔径±0.05mm；然后利用清扫机构对外圈精品进行清扫处理，清扫机构如图6，包括有管道28，管道底部设有清扫输送带29，清扫输送带的两侧设有毛刷辊30，毛刷辊的一侧设有吹风机31，管道的顶部连接有吸气管32。

g. 利用拼装式金刚滚轮装置对外圈精品加工双滚道或双沟道，要求表面不得有烧伤、振纹和锈迹，必须保证结构完整性，粗超度<Ra0.8，圆度<3um；其中拼装式金刚滚轮装置包括有金刚滚轮，金刚滚轮如图2，由两个对称设置的圆弧修整器1，两个圆弧修整器之间设有隔圈2，隔圈的端面上设有安装槽15，安装槽内设有压紧件16，压紧件的底部设有压力传感器17，压力传感器通过数控机构连接滚轮电机，圆弧修整器中间设有轴孔3，圆弧修整器的外表面设有高平面4、低平面5，高平面与低平面之间设有圆弧面6，圆弧修整器的端面上设有台阶7，金刚滚轮连接传动机构，传动机构如图3，包括有穿接在圆弧修整器1、隔圈2内的滚轮转轴8，滚轮转轴连接在转轴座9上，转轴座上设有滚轮电机，转轴座通过一根连杆10连接有导轮11，导轮活动连接在调节轨道12上，调节轨道的两端连接有调节气缸13，转轴座活动连接在机架14上；

h. 对外圈精品进行第三次精车加工，加工出外圈精品的密封件档及外径，要求表面不得有毛刺、飞边、磕碰伤、尖角等，同心度<0.05mm，平行差<0.03mm；

i. 清洁外圈精品表面及内部残留的铁屑、磨床泥等处理，在清洁时采用清洁机构，清洁机构如图7，包括有清洁通道33，清洁通道底部设有清洁输送带34，清洁输送带底部设有废液槽35，清洁通道的顶部设有球面型的喷头座36，喷头座上设有喷头37，清洁通道的后部设有升降杆38，升降杆连接升降气缸39，升降杆的下端连接有除泥喷头40，如图8，除泥喷头为扁形，其内部设有多个交错设置的增压凸块41，要求清洁后产品光亮，无残留脏物，即出如图1外圈成品。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种双沟道金刚滚轮磨加工方法，其特征在于所述的方法包括：

a.用模具锻造出汽车轮毂外圈锻件，表面不允许有裂纹、折叠、过烧缺陷，氧化皮凹陷深度<0.4mm，切边后残留飞边<0.5mm，锻件上下模错位<0.4mm，退火温度为830-930℃，退火硬度180-235HB；

b. 对外圈锻件进行粗车加工，所有粗车加工表面粗糙度为Ra6.3，防止有磕碰伤、铁锈、毛刺、划伤，得到外圈粗品；

c. 对外圈粗品进行第一次精车加工，加工出双滚道或双沟道、内轮廓、花键内孔及相关表面，要求工件表面不允许有毛刺、划花、磕碰伤、尖角，平行差<0.1mm；

d. 将经过第一次精加工的外圈粗品放入到热处理炉中进行热处理，温度为1000-1200℃，淬硬层深度1.5-4.5，硬度为59-62HRC，符合Q/WQZ125的规定，保持结构的完整性，淬硬层变形量<0.06mm，套圈须100%磁粉探伤；

e. 对外圈粗品进行第二次精车加工，加工出外圈粗品的配合端表面，要求工件表面不允许有毛刺、划花、磕碰伤、尖角等，同心度<0.05mm，平行差<0.03mm，表面粗糙度为Ra3.2，得到外圈精品；

f. 在外圈精品上进行钻孔，定位表面不得有毛刺、飞边、划伤凸起，孔不得有加工硬化现象，要求孔位截圆±0.15mm，孔径±0.05mm；

g. 利用拼装式金刚滚轮装置对外圈精品加工双滚道或双沟道，要求表面不得有烧伤、振纹和锈迹，必须保证结构完整性，粗超度<Ra0.8，圆度<3um；其中拼装式金刚滚轮装置包括有金刚滚轮，金刚滚轮由两个对称设置的圆弧修整器（1），两个圆弧修整器之间设有隔圈（2），圆弧修整器中间设有轴孔（3），圆弧修整器的外表面设有高平面（4）、低平面（5），高平面与低平面之间设有圆弧面（6），圆弧修整器的端面上设有台阶（7），金刚滚轮连接传动机构；

h. 对外圈精品进行第三次精车加工，加工出外圈精品的密封件档及外径，要求表面不得有毛刺、飞边、磕碰伤、尖角等，同心度<0.05mm，平行差<0.03mm；

i. 清洁外圈精品表面及内部残留的铁屑、磨床泥等处理，要求清洁后产品光亮，无残留脏物，即出外圈成品。

2.根据权利要求1所述的双沟道金刚滚轮磨加工方法，其特征在于所述的传动机构包括有穿接在圆弧修整器（1）、隔圈（2）内的滚轮转轴（8），滚轮转轴连接在转轴座（9）上，转轴座上设有滚轮电机，转轴座通过一根连杆（10）连接有导轮（11），导轮活动连接在调节轨道（12）上，调节轨道的两端连接有调节气缸（13），转轴座活动连接在机架（14）上。

3.根据权利要求2所述的双沟道金刚滚轮磨加工方法，其特征在于所述的隔圈（2）的端面上设有安装槽（15），安装槽内设有压紧件（16），压紧件的底部设有压力传感器（17），压力传感器通过数控机构连接滚轮电机。

4.根据权利要求1所述的双沟道金刚滚轮磨加工方法，其特征在于所述的热处理炉包括有炉体（18），炉体下部设有热处理输送带（19），热处理输送带包括有平行设置的若干支撑杆（20），支撑杆上穿接有推送板（21），相邻推送板之间通过咬合块（22）以及咬合槽拼合，咬合块与咬合槽都为梯形，支撑杆通过摆杆（23）连接传动杆（24），传动杆连接传动气缸（25），炉体内设有波浪形排布的加热管（26）。

5.根据权利要求4所述的双沟道金刚滚轮磨加工方法，其特征在于所述的炉体（18）分为三段式，第一段为1000-1050℃，第二段为1100-1150℃，第三段为1180-1200℃，三段炉体之间设有隔板（27）。

6.根据权利要求1所述的双沟道金刚滚轮磨加工方法，其特征在于所述的步骤f钻孔后，利用清扫机构对外圈精品进行清扫处理，清扫机构包括有管道（28），管道底部设有清扫输送带（29），清扫输送带的两侧设有毛刷辊（30），毛刷辊的一侧设有吹风机（31），管道的顶部连接有吸气管（32）。

7.根据权利要求1所述的双沟道金刚滚轮磨加工方法，其特征在于所述的步骤i在清洁时采用清洁机构，清洁机构包括有清洁通道（33），清洁通道底部设有清洁输送带（34），清洁输送带底部设有废液槽（35），清洁通道的顶部设有球面型的喷头座（36），喷头座上设有喷头（37），清洁通道的后部设有升降杆（38），升降杆连接升降气缸（39），升降杆的下端连接有除泥喷头（40），除泥喷头为扁形，其内部设有多个交错设置的增压凸块（41）。