CN110303305A - 一种外圈的加工工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外圈的加工工艺方法，该外圈采用20Cr材质，其特征在于，包括以下步骤：S10锻造，以得到毛坯；S20依次粗车外圆、第一端面、第二端面和内孔；S30拉削型槽；S40挤压型槽；S50清洗零件表面切削和油污；S60依次精车内孔、第一端面、外圆、沉台、退刀槽和第二端面，且要求该沉台的直径和深度留加工余量；S70检验尺寸；S80锉挤压型槽口边缘而去毛刺；S90钻孔；S100热处理；S110热处理检验；S120抛丸；S130精车沉台；S140清洗和防锈；S150检验入库。本发明能用于外圈制造加工并同时解决现有外圈的型槽存在粗糙度和精度不足而导致使用寿命短和容易异响的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于一种外圈的加工工艺方法。
背景技术
起动单向离合器原理是单向接合，反向脱开。当起动时，一般由起动电机(或起动马达等)，再通过单向离合器带动曲轴旋转，由于这时起动电机的转速高于发动机(发动机相对静止或在起动前转速很低)，当发动机起动后，由于它的转速高于起动电机的转速，单向离合器相对于曲轴就是反向转动，所以就把起动电机与发动机的转动脱开，以保护起动电机避免损坏。
而起动单向离合器(可参考公开号CN209041377U)的外圈，为了提高该外圈工作性能，该外圈改用图1-3中的结构。
参见图1-4，该外圈外形为外壁非完全圆柱状。该外圈S20具有外圆(N-1)、第一端面(N-2)、第二端面(N-3)、内孔(N-4)、6个型槽(N-5)、沉台(N-6)、退刀槽(N-7)和3个安装孔(N-8)。该外圈要求有效硬化层深度0.6-0.9mm且其表面硬度HRC60-64，芯部硬度HRC30-45，另外还要满足各尺寸和位置精度要求。
现有外圈采用切割加工工艺，加工后型槽的尺寸精度低，粗糙度较差，型槽内有较明显的加工后的棱线，当与滚柱配合发生摩擦后，滚柱与型槽均易磨损从而导致产品使用寿命较短，而且易产生异响。同时尺寸精度很控制，走丝速度极慢，加工效率低。另外，该沉台(N-6)的深度和直径尺寸精度和位置度要求高。因此，有必要研发设计一种用外圈制造加工的更好工艺方法或者生产方案。
发明内容
为了鉴于现有技术中存在上述的一个或多个缺陷，本发明提供了一种外圈的加工工艺方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种外圈的加工工艺方法，该外圈采用20Cr材质，其特征在于，包括以下步骤：
S10锻造，以得到毛坯；
S20依次粗车外圆(N-1)、第一端面(N-2)、第二端面(N-3)和内孔(N-4)；
S30拉削型槽(N-5)；
S40挤压型槽(N-5)；
S50清洗零件表面切削和油污；
S60依次精车内孔(N-4)、第一端面(N-2)、外圆(N-1)、沉台(N-6)、退刀槽(N-7)和第二端面(N-2)，且要求该沉台(N-6)的直径和深度留加工余量；
S70检验尺寸；
S80锉型槽(N-5)口边缘而去毛刺；
S90钻孔(N-8)；
S100热处理；
S110热处理检验；
S120抛丸；
S130精车沉台(N-6)；
S140清洗和防锈；
S150检验入库。
优选地，所述S10锻造后的毛坯要求硬度HB170-210。
优选地，步骤S60中所述沉台(N-6)直径尺寸上留加工余量且其深度尺寸上留加工余量0.2mm；
优选地，所述S100热处理包括以下步骤：
S101升温处理，以20±5℃/分钟的升温速率加热到830±10℃，碳势0.7±0.05％；
S102等温处理，在915±10℃条件下等温加热，并保温时间为30±5分钟，碳势0.8±0.05％；
S103渗碳处理，渗碳温度915±10℃，渗碳时间175±10分钟，碳势1.2±0.05％；
S104扩散处理，扩散温度915±10℃，扩散时间35±10分钟，碳势0.75±0.02％；
S105淬火处理，淬火温度860±5℃，采用油淬，油温90±10℃，淬火时间25±2分钟，碳势0.8±0.02％；
S106回火处理，回火温度170±10℃，回火时间120-150分钟。
优选地，所述(e)热处理设备是采用艾协林热处理系统有限公司生产或销售的型号为VKES4/2-70/85/130的多用箱式炉。
优选地，所述S120抛丸具有以下工艺要求：采用Q236履带抛丸机，选用钢丸，抛丸电流15-18A，抛丸时间50-70分钟，每批次所抛丸加工的外圈总重量150±10kg。
本发明有益效果：
第一，本发明采用不同于外圈现有工艺方法或技术方案，可同时解决现有工艺存在的多项背景技术中现有技术中所存在的不足和缺陷；
第二，本发明将外圈切削加工至设计要求尺寸时，可实现对该外圈外形各尺寸加工，优化了工艺步骤，并同时满足其相应的尺寸精度和相互位置精度要求；
第三，本发明在外圈热处理后，其外圈芯部硬度且表面硬度可达到设计技术参数要求，并满足耐磨、耐冲击等；
第四，本发明采用拉削型槽以保证轮廓尺寸和各型槽的之间的相互位置度要求；再通过挤压型槽，可控制修正型槽到设计尺寸，同时保证组织均匀度和表面粗糙度要求，因此当滚柱与型槽配合工作时能增加使用寿命，防止在工作时发生异响问题；
第五，本发明切削工艺设计优化合理，可能保证精车内孔、第一端面、外圆、沉台、退刀槽和第二端面的尺寸精度和相互位置度要求，尤其满足该沉台的直径和深度尺寸精度和相互位置度要求；
第六，本发明在热处理后履带抛丸机抛丸处理，可实现批量加工，以去除热处理过程中产生的表面氧化皮，同时由于采用批量抛丸加工，工作效率块；达到外圈粗糙度和光洁度要求。另外相比于采用现有磨床单件加工方式的，本发明实现了批量生产，可成倍提高生产效率，降低生产成本；
第七，本发明各步骤中的工艺合理流程设计，参数、型号等各项优化和合理控制，可保证外圈加工后的合格率可以保证在98％以上，其工艺稳定，废品率较低，能够满足产品进行批量、稳定生产的要求，且加工效率较高，具有显著的经济效益。
附图说明
图1是本发明中外圈的主视图。
图2是本发明中外圈在外圈的剖面图。
图3是本发明中外圈的立体图。
图4是本发明中外圈的立体图。(朝向另外方向看时)。
图5是本发明中型槽拉刀的立体图。
图6是本发明中型槽挤压头的立体图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
实施例一：可参见图1-6，一种外圈的加工工艺方法，该外圈采用20Cr材质，其特征在于，包括以下步骤：
S10锻造，以得到毛坯；
S20依次粗车外圆N-1、第一端面N-2、第二端面N-3和内孔N-4；
S30拉削型槽N-5；
S40挤压型槽N-5；
S50清洗零件表面切削和油污；
S60依次精车内孔N-4、第一端面N-2、外圆N-1、沉台N-6、退刀槽N-7和第二端面N-2，且要求该沉台N-6的直径和深度留加工余量；
S70检验尺寸；
S80锉型槽N-5口边缘而去毛刺；
S90钻孔N-8；
S100热处理；
S110热处理检验；
S120抛丸；
S130精车沉台N-6，在加工后满足该沉台N-6的外径和深度尺寸要求；
S140清洗和防锈；
S150检验入库。
优选地，所述S10锻造后的毛坯要求硬度HB170-210。
优选地，步骤S60中所述沉台N-6直径尺寸上留加工余量且其深度尺寸上留加工余量0.2mm；
优选地，所述S100热处理包括以下步骤：
S101升温处理，以20±5℃/分钟的升温速率加热到830±10℃，碳势0.7±0.05％；
S102等温处理，在915±10℃条件下等温加热，并保温时间为30±5分钟，碳势0.8±0.05％；
S103渗碳处理，渗碳温度915±10℃，渗碳时间175±10分钟，碳势1.2±0.05％；
S104扩散处理，扩散温度915±10℃，扩散时间35±10分钟，碳势0.75±0.02％；
S105淬火处理，淬火温度860±5℃，采用油淬，油温90±10℃，淬火时间25±2分钟，碳势0.8±0.02％；
S106回火处理，回火温度170±10℃，回火时间120分钟。
优选地，所述e热处理设备是采用艾协林热处理系统有限公司生产或销售的型号为VKES4/2-70/85/130的多用箱式炉。
优选地，所述S120抛丸具有以下工艺要求：采用Q236履带抛丸机，选用钢丸，抛丸电流15A，抛丸时间50分钟，每批次所抛丸加工的外圈总重量150±10kg。
实施例二：可参见图1-6，一种外圈的加工工艺方法，该外圈采用20Cr材质，其特征在于，包括以下步骤：
S10锻造，以得到毛坯；
S20依次粗车外圆N-1、第一端面N-2、第二端面N-3和内孔N-4；
S30拉削型槽N-5；
S40挤压型槽N-5；
S50清洗零件表面切削和油污；
S60依次精车内孔N-4、第一端面N-2、外圆N-1、沉台N-6、退刀槽N-7和第二端面N-2，且要求该沉台N-6的直径和深度留加工余量；
S70检验尺寸；
S80锉型槽N-5口边缘而去毛刺；
S90钻孔N-8；
S100热处理；
S110热处理检验；
S120抛丸；
S130精车沉台N-6，在加工后满足该沉台N-6的外径和深度尺寸要求；
S140清洗和防锈；
S150检验入库。
优选地，所述S10锻造后的毛坯要求硬度HB170-210。
优选地，步骤S60中所述沉台N-6直径尺寸上留加工余量且其深度尺寸上留加工余量0.2mm；
优选地，所述S100热处理包括以下步骤：
S101升温处理，以20±5℃/分钟的升温速率加热到830±10℃，碳势0.7±0.05％；
S102等温处理，在915±10℃条件下等温加热，并保温时间为30±5分钟，碳势0.8±0.05％；
S103渗碳处理，渗碳温度915±10℃，渗碳时间175±10分钟，碳势1.2±0.05％；
S104扩散处理，扩散温度915±10℃，扩散时间35±10分钟，碳势0.75±0.02％；
S105淬火处理，淬火温度860±5℃，采用油淬，油温90±10℃，淬火时间25±2分钟，碳势0.8±0.02％；
S106回火处理，回火温度170±10℃，回火时间130分钟。
优选地，所述e热处理设备是采用艾协林热处理系统有限公司生产或销售的型号为VKES4/2-70/85/130的多用箱式炉。
优选地，所述S120抛丸具有以下工艺要求：采用Q236履带抛丸机，选用钢丸，抛丸电流16A，抛丸时间55分钟，每批次所抛丸加工的外圈总重量150±10kg。
实施例三：可参见图1-6，一种外圈的加工工艺方法，该外圈采用20Cr材质，其特征在于，包括以下步骤：
S10锻造，以得到毛坯；
S20依次粗车外圆N-1、第一端面N-2、第二端面N-3和内孔N-4；
S30拉削型槽N-5；
S40挤压型槽N-5；
S50清洗零件表面切削和油污；
S60依次精车内孔N-4、第一端面N-2、外圆N-1、沉台N-6、退刀槽N-7和第二端面N-2，且要求该沉台N-6的直径和深度留加工余量；
S70检验尺寸；
S80锉型槽N-5口边缘而去毛刺；
S90钻孔N-8；
S100热处理；
S110热处理检验；
S120抛丸；
S130精车沉台N-6，在加工后满足该沉台N-6的外径和深度尺寸要求；
S140清洗和防锈；
S150检验入库。
优选地，所述S10锻造后的毛坯要求硬度HB170-210。
优选地，步骤S60中所述沉台N-6直径尺寸上留加工余量且其深度尺寸上留加工余量0.2mm；
优选地，所述S100热处理包括以下步骤：
S101升温处理，以20±5℃/分钟的升温速率加热到830±10℃，碳势0.7±0.05％；
S102等温处理，在915±10℃条件下等温加热，并保温时间为30±5分钟，碳势0.8±0.05％；
S103渗碳处理，渗碳温度915±10℃，渗碳时间175±10分钟，碳势1.2±0.05％；
S104扩散处理，扩散温度915±10℃，扩散时间35±10分钟，碳势0.75±0.02％；
S105淬火处理，淬火温度860±5℃，采用油淬，油温90±10℃，淬火时间25±2分钟，碳势0.8±0.02％；
S106回火处理，回火温度170±10℃，回火时间140分钟。
优选地，所述e热处理设备是采用艾协林热处理系统有限公司生产或销售的型号为VKES4/2-70/85/130的多用箱式炉。
优选地，所述S120抛丸具有以下工艺要求：采用Q236履带抛丸机，选用钢丸，抛丸电流15-18A，抛丸时间65分钟，每批次所抛丸加工的外圈总重量150±10kg。
另外，在上述三个实施例中，当外圈在S100热处理后，可满足有效硬化层深度0.6-0.9mm且其表面硬度HRC60-64，芯部硬度HRC30-45。
另外，上述三个实施例中，优选地，步骤S20和步骤S60采用数控加工中心或数控机床，可减少装夹次数，提高工作效率。
另外，上述三个实施例中，优选地，步骤S30拉削型槽N-5采用LJ6120拉床和型槽拉刀，可参见图5，其型槽拉刀的拉齿横切面外形与该型槽N-5相匹配。
优选地，各若干拉齿等间距并排分布且外形尺寸依次变大。相邻两个拉齿的尺寸差为2-10丝。优选地，其外形尺寸偏差先大后小。
另外，上述三个实施例中，优选地，步骤S40挤压型槽N-5采用Y71-63油压机和型槽挤压头加工。可参见图6，其型槽挤压头其横切面外形与该型槽N-5相匹配。
另外，上述三个实施例中，其中，步骤所述S120抛丸；用于除去在热处理后外圈表面上的氧化皮，同时提高内轮廓表面的光滑度，使外圈内轮廓表面的粗糙度并满足Ra0.8um，同时各尺寸符合成品设计图纸要求，抛丸后要求表面光洁，无毛刺，碰伤、崩缺等不良缺陷。
另外，上述三个实施例中，其中，步骤S140清洗和防锈，在防锈时，优选地，采用201#防锈油如采用杭州宏杰润滑油有限公司生产或销售。优选地，在防锈前，先让外圈表面干燥处理。
另外，上述三个实施例中，其中，步骤S150检验入库，当检验合格后入库，优选地，采用塑料箱包装防护后再入库。
本发明具有以下特点并分析如下：
第一，本发明采用不同于外圈现有工艺方法或技术方案，能用于实现对外圈制造加工，且同时解决现有工艺存在的多项背景技术中现有技术中所存在的不足和缺陷；
第二，本发明将外圈切削加工至设计要求尺寸时，可实现对该外圈外形各尺寸加工，优化了工艺步骤，并同时满足其相应的尺寸精度和相互位置精度要求；
第三，本发明在外圈热处理后，其外圈芯部硬度且表面硬度可达到设计技术参数要求，并满足耐磨、耐冲击等；
第四，本发明采用拉削型槽以保证轮廓尺寸和各型槽的之间的相互位置度要求；再通过挤压型槽，可控制修正型槽到设计尺寸，同时保证组织均匀度和表面粗糙度要求，因此当滚柱与型槽配合工作时能增加使用寿命，防止在工作时发生异响问题；
第五，本发明切削工艺设计优化合理，可能保证精车内孔、第一端面、外圆、沉台、退刀槽和第二端面的尺寸精度和相互位置度要求，尤其满足该沉台的直径和深度尺寸精度和相互位置度要求；
第六，本发明在热处理后履带抛丸机抛丸处理，可实现批量加工，以去除热处理过程中产生的表面氧化皮，同时由于采用批量抛丸加工，工作效率块；达到外圈粗糙度和光洁度要求。另外相比于采用现有磨床单件加工方式的，本发明实现了批量生产，可成倍提高生产效率，降低生产成本；
第七，本发明各步骤中的工艺合理流程设计，参数、型号等各项优化和合理控制，可保证外圈加工后的合格率可以保证在98％以上，其工艺稳定，废品率较低，能够满足产品进行批量、稳定生产的要求，且加工效率较高，具有显著的经济效益。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种外圈的加工工艺方法，该外圈采用20Cr材质，其特征在于，包括以下步骤：
S10锻造，以得到毛坯；
S20依次粗车外圆(N-1)、第一端面(N-2)、第二端面(N-3)和内孔(N-4)；
S30拉削型槽(N-5)；
S40挤压型槽(N-5)；
S50清洗零件表面切削和油污；
S60依次精车内孔(N-4)、第一端面(N-2)、外圆(N-1)、沉台(N-6)、退刀槽(N-7)和第二端面(N-2)，且要求该沉台(N-6)的直径和深度留加工余量；
S70检验尺寸；
S80锉型槽(N-5)口边缘而去毛刺；
S90钻孔(N-8)；
S100热处理；
S110热处理检验；
S120抛丸；
S130精车沉台(N-6)；
S140清洗和防锈；
S150检验入库。
2.如权利要求1所述的一种外圈的加工工艺方法，其特征在于：所述S10锻造后的毛坯要求硬度HB170-210。
3.如权利要求1所述的一种外圈的加工工艺方法，其特征在于：步骤S60中所述沉台(N-6)直径尺寸上留加工余量且其深度尺寸上留加工余量0.2mm。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种外圈的加工工艺方法，其特征在于：所述S100热处理包括以下步骤：
S101升温处理，以20±5℃/分钟的升温速率加热到830±10℃，碳势0.7±0.05％；
S102等温处理，在915±10℃条件下等温加热，并保温时间为30±5分钟，碳势0.8±0.05％；
S103渗碳处理，渗碳温度915±10℃，渗碳时间175±10分钟，碳势1.2±0.05％；
S104扩散处理，扩散温度915±10℃，扩散时间35±10分钟，碳势0.75±0.02％；
S105淬火处理，淬火温度860±5℃，采用油淬，油温90±10℃，淬火时间25±2分钟，碳势0.8±0.02％；
S106回火处理，回火温度170±10℃，回火时间120-150分钟。
5.如权利要求4所述的一种外圈的加工工艺方法，其特征在于：
所述(e)热处理设备是采用艾协林热处理系统有限公司生产或销售的型号为VKES4/2-70/85/130的多用箱式炉。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种外圈的加工工艺方法，其特征在于：
所述S120抛丸具有以下工艺要求：采用Q236履带抛丸机，选用钢丸，抛丸电流15-18A，抛丸时间50-70分钟，每批次所抛丸加工的外圈总重量150±10kg。
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Denomination of invention: A processing method for the outer ring Granted publication date: 20220315 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Chongqing Yubei Branch Pledgor: CHONGQING SHENYAO MACHINERY INDUSTRY CO.,LTD. Registration number: Y2024500000037 |
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