CN110529492A - 一种新型径向轴承体及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型径向轴承体,包括整体形状均呈圆筒状的承动圈钢体和承静圈钢体,所述承动圈钢体的外表面和承静圈钢体的内表面分别均匀喷焊有硬质合金粉焊层,硬质合金粉焊层厚度为≧2.0mm,本发明采用喷焊法将硬质合金粉末进行喷焊至承动圈钢体和承静圈钢体上,并且喷焊到各钢体表面上的硬质合金粉焊层均匀,进而能够使承动圈钢体、承静圈钢体的受力面积均匀,从而增加径向轴承的使用寿命,并且喷焊自动化程度高,焊接速度快,节约能耗,喷焊均匀、牢固、无气孔,废品几率低。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴承体及其生产工艺,具体的说,涉及一种采用喷焊法将硬质合金粉末进行喷焊用于生产径向轴承体的新型径向轴承体及其生产工艺,属于轴承技术领域。
背景技术
目前硬质合金径向轴承,是采用高温炉烧结的工艺方法,它由钢体与硬质合金和碳化钨粉,经烧结融合为一体,后经机械加工而成。
如专利号为:201210332936.5公开了一种硬质合金径向轴承体及其生产工艺,硬质合金径向轴承体包括圆筒状的刚体,所述刚体的外部烧结有若干块菱形的硬质合金块,所述若干块硬质合金块呈螺旋形排列,相邻的硬质合金块之间具有间隙,在该间隙内烧结有碳化钨粉,上述硬质合金径向轴承体的生产工艺包括以下步骤:1)、下料:2)、锻打:3)、粗加工:4)、制作衬套;5)、组装6)、烧结:7)、半精加工:8)、精加工。
上述该类硬质合金径向轴承体由钢体与硬质合金和碳化钨粉,经高温烧结融合为一体后经车床加工而成,成为硬质合金径向轴承,但是该类径向轴承体在经过粘结合金块与烧结过程中对径向轴承表面产生孔隙,使径向轴承合金块受力面积不均匀,出现一面磨损较严重的情况,在使用过程中导致硬质合金径向轴承的寿命缩短。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种采用喷焊法将硬质合金粉末进行喷焊用于生产径向轴承体的新型径向轴承体。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种新型径向轴承体,包括承动圈钢体和承静圈钢体,所述承动圈钢体的外表面和承静圈钢体的内表面分别均匀喷焊有硬质合金粉焊层,硬质合金粉焊层厚度为≧2.0mm。
本发明还提供一种用于生产上述新型径向轴承体的生产工艺,该工艺包括承动圈钢体生产工艺和承静圈钢体生产工艺。
进一步优化:所述承动圈钢体生产工艺包括以下步骤:
1)、下料:将承动圈钢体用圆柱钢体下料成钢体胚体;
2)、锻打:将钢体胚体进行热锻;
3)、粗加工:在钢体胚体检验合格后进粗加工;
4)、钢体精加工:将钢体加工到承动圈钢体图纸尺寸;
5)、喷焊:将承动圈钢体放入喷焊机中对承动圈钢体的外表面进行喷焊;
6)、半精车:对承动圈钢体工件进行半精加工;
7)、精加工:对承动圈钢体的内孔、外圆和端面进行精磨。
进一步优化:所述步骤2)中锻件表面应平整,不得有缺陷,不得有裂纹和翻皮,尺寸公差在±2mm范围内,保证平面度和垂直度,HB为260左右。
进一步优化:所述步骤5 )中包括以下工艺:
A)、喷焊前的准备;
所述喷焊前对承动圈钢体工件的表面加工拉毛后进行喷砂粗化;
B)、焊接工艺过程:
a)、预热:
为达到焊层厚度,喷焊焊层为2层,第一层喷焊前,需要对承动圈钢体工件进行整体预热;
b)、焊接:
采用等离子合金喷焊设备进行喷焊,在喷焊过程中为保证焊层均匀度,根据焊机电压控制显示,控制焊枪与目标工件间的焊接距离;当设定的电压偏差大于0.1V时,自动纠正电压偏差,调节焊枪的高度,通过该功能使焊枪与工件始终保持正常焊接距离;
c)、焊接过程中的温度控制,采用电加热和氧乙炔火焰相结合的方式,通过电加热装置覆盖承动圈钢体工件的外表面70%面积,通过电热反射板的辐射热来保证承动圈钢体工件的整体温度,再通过调整火焰加热的方向和强度实现对承动圈钢体工件局部温度控制;
d)、轴套焊后冷却方式:焊接完成后将承动圈钢体工件放置冷却室,进行缓冷,直至轴套冷却至正常室温;
e)、第二层喷焊,将承动圈钢体工件提前进行整体加热,加热温度高于400℃,再重复步骤b)到步骤d)进行焊接和焊后缓冷,完成第二层焊层的焊接,达到焊层要求的厚度。
进一步优化:所述步骤7)对承动圈钢体进行精加工时采用内圆磨床对内孔进行精磨,精磨完内孔,进行外圆精磨,用外圆磨床精磨外圆,最后进行端面加工。
另一种优化:
所述承静圈钢体生产工艺包括以下步骤:
1)、下料:将承静圈钢体用圆柱钢体下料成钢体胚体;
2)、锻打:将钢体胚体进行热锻;
3)、粗加工:在钢体胚体检验合格后进粗加工;
4)、钢体精加工:将钢体加工到承静圈钢体的图纸尺寸;
5)、喷焊:将承静圈钢体放入喷焊机中对承静圈钢体的内孔表面进行喷焊;
6)、半精车:对承静圈钢体工件进行半精加工;
7)、精加工:对承静圈钢体的内孔、外圆和端面进行精磨。
进一步优化:步骤2)中锻件表面应平整,不得有缺陷,不得有裂纹和翻皮,尺寸公差在±2mm范围内,保证平面度和垂直度,HB为260左右。
进一步优化:所述步骤5 )中包括以下工艺:
A)、喷焊前的准备:
所述喷焊前对承静圈钢体工件的表面加工拉毛后进行喷砂粗化;
B)、焊接工艺过程:
a)、预热:
为达到焊层厚度,喷焊焊层为2层,第一层喷焊前,需要对承静圈钢体工件进行整体预热,采用氧乙炔火焰,将工件均匀加热预热温度需高于350℃;
b)、焊接:
采用等离子合金喷焊设备进行喷焊,在喷焊过程中为保证焊层均匀度,根据焊机电压控制显示,控制焊枪与目标工件间的焊接距离;当设定的电压偏差大于0.1V时,自动纠正电压偏差,调节焊枪的高度,通过该功能使焊枪与工件始终保持正常焊接距离;
c)、焊接过程中的温度控制,采用电加热和氧乙炔火焰相结合的方式,通过电加热装置覆盖承静圈钢体工件的外表面70%面积,通过电热反射板的辐射热来保证承静圈钢体工件的整体温度,再通过调整火焰加热的方向和强度实现对承静圈钢体工件局部温度控制;
d)、轴套焊后冷却方式:焊接完成后将承静圈钢体工件放置冷却室,进行缓冷,直至轴套冷却至正常室温;
e)、第二层喷焊,将承静圈钢体工件提前进行整体加热,加热温度高于400℃,再重复步骤b)到步骤d)进行焊接和焊后缓冷,完成第二层焊层的焊接,达到焊层要求的厚度。
进一步优化:所述步骤7)对承静圈钢体进行精加工时采用内圆磨床对内孔进行精磨,精磨完内孔,进行外圆精磨,用外圆磨床精磨外圆,最后进行端面加工。
本发明采用上述技术方案,构思巧妙,结构合理,采用喷焊法将硬质合金粉末进行喷焊至承动圈钢体和承静圈钢体上,并且喷焊到各钢体表面上的硬质合金粉焊层均匀,进而能够使承动圈钢体、承静圈钢体的受力面积均匀,从而增加径向轴承的使用寿命,并且喷焊自动化程度高,焊接速度快,节约能耗,喷焊均匀、牢固、无气孔,废品几率低。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例中总体结构示意图;
图2为本发明实施例中承动圈钢体的总体结构示意图;
图3为本发明实施例中承动圈钢体的结构示意图;
图4为本发明实施例中承静圈钢体的总体结构示意图;
图5为本发明实施例中承静圈钢体的结构示意图。
图中:1-承动圈钢体;2-硬质合金粉焊层;3-承静圈钢体。
具体实施方式
实施例:如图1-4所示,一种新型径向轴承体,包括整体形状均呈圆筒状的承动圈钢体1和承静圈钢体3,所述承动圈钢体1的外表面和承静圈钢体3的内表面分别均匀喷焊有硬质合金粉焊层2。
所述硬质合金粉焊层2时由喷焊设备将硬质合金粉喷焊至承动圈钢体1的外表面和承静圈钢体3的内表面形成的焊层。
所述硬质合金粉为碳化钨基硬质合金喷焊(涂)粉,由喷焊设备均匀喷焊在承动圈钢体1的外表面和承静圈钢体3的内表面上。
这样设计,通过采用喷焊的方式将硬质合金粉喷焊承动圈钢体1、承静圈钢体3的钢体表面上,可以使承动圈钢体1、承静圈钢体3的受力面积均匀,从而增加径向轴承的使用寿命。
如图1-4所示,本发明还提供一种用于生产上述新型径向轴承体的生产工艺,该工艺包括承动圈钢体1生产工艺和承静圈钢体3生产工艺。
如图1-2所示,所述承动圈钢体1生产工艺包括以下步骤:
1)、下料:将承动圈钢体1用圆柱钢体下料成钢体胚体。
2)、锻打:将钢体胚体进行热锻。
所述步骤2)中锻件表面应平整,不得有缺陷,不得有裂纹和翻皮,尺寸公差在±2mm范围内,保证平面度和垂直度,HB为260左右。
3)、粗加工:在钢体胚体检验合格后进粗加工。
所述步骤3)中对钢体胚体进行粗加工时,粗加工用普通车床粗车,粗车根据承动圈钢体1的图纸要求,所有加工尺寸必须保证图纸的要求范围内。
4)、钢体精加工:将钢体加工到承动圈钢体1图纸尺寸。
所述步骤4)中对钢体胚体进行精加工时,加工后的结构如图2所示,精加工用高精度车床,精车根据承动圈钢体1的图纸要求,所有加工尺寸必须保证图纸的要求范围内,检验员根据图纸进行检验。
5)、喷焊:将承动圈钢体1放入喷焊机中对承动圈钢体1的外表面进行喷焊。
所述步骤5 )中包括以下工艺:
A)、喷焊前的准备:
a)、检查尺寸:根据图纸要求尺寸检查承动圈钢体1轴承工件的情况;
b)、喷焊用的合金粉末在喷焊前进行烘干;
c)、对承动圈钢体1工件进行探伤检查;
d)、粗糙处理:承动圈钢体1工件的表面加工拉毛后进行喷砂粗化;
B)、焊接工艺过程:
a)、预热:
为达到焊层厚度,喷焊焊层为2层,第一层喷焊前,需要对承动圈钢体1工件进行整体预热,采用氧乙炔火焰,将工件均匀加热预热温度需高于350℃;
b)、焊接:
采用等离子合金喷焊设备进行喷焊,在喷焊过程中为保证焊层均匀度,根据焊机电压控制显示,控制焊枪与目标工件间的焊接距离;当设定的电压偏差大于0.1V时,自动纠正电压偏差,调节焊枪的高度,通过该功能使焊枪与工件始终保持正常焊接距离;
c)、焊接过程中的温度控制,采用电加热和氧乙炔火焰相结合的方式,通过电加热装置覆盖承动圈钢体1工件的外表面70%面积,通过电热反射板的辐射热来保证承动圈钢体1工件的整体温度,再通过调整火焰加热的方向和强度实现对承动圈钢体1工件局部温度控制;
d)、轴套焊后冷却方式:焊接完成后将承动圈钢体1工件放置冷却室,进行缓冷,直至轴套冷却至正常室温;
e)、第二层喷焊,将承动圈钢体1工件提前进行整体加热,加热温度高于400℃,再重复步骤b)到步骤d)进行焊接和焊后缓冷,完成第二层焊层的焊接,达到焊层要求的厚度。
所述承动圈钢体1的硬质合金粉焊层2的喷焊厚度δ≧2.0mm。
6)、半精车:对承动圈钢体1工件进行半精加工。
所述步骤5)中进行本精车时采用数控车床粗车,粗车时承动圈钢体1根据粗车图纸进行,加工完检验员按照图纸逐项检验,检验合格进入下一工序;
7)、精加工:对承动圈钢体1的内孔、外圆和端面进行精磨。
所述步骤7)对承动圈钢体1进行精加工时采用内圆磨床进行内孔的精磨,精磨完内孔,进行外圆精磨,用外圆磨床精磨外圆,最后进行端面加工,所述内孔、外圆的粗糙度要求均达到1.6以上。
8)、检验:检验科严格按照图纸从下料-锻件-粗加工-钢体精加工-喷焊-半精车-精加工每一道工序都进行认真的检验,每一道工序有相应专用量具,如三座标、硬度计等。
9)、入库:产品必须达到图纸的技术要求,几何尺寸到达图纸的对应尺寸,这样,车间才可入库。
所述在机加工过程中,通过化学液体来增加承动圈钢体1本身的硬度,使其表面硬度远远超过本身的硬度。
如图3-4所示,所述承静圈钢体3生产工艺包括以下步骤:
1)、下料:将承静圈钢体3用圆柱钢体下料成钢体胚体。
2)、锻打:将钢体胚体进行热锻。
所述步骤2)中锻件表面应平整,不得有缺陷,不得有裂纹和翻皮,尺寸公差在±2mm范围内,保证平面度和垂直度,HB为260左右。
3)、粗加工:在钢体胚体检验合格后进粗加工。
所述步骤3)中对钢体胚体进行粗加工时,粗加工用普通车床粗车,粗车根据承静圈钢体3的图纸要求,所有加工尺寸必须保证图纸的要求范围内。
4)、钢体精加工:将钢体加工到承静圈钢体3的图纸尺寸。
所述步骤4)中对钢体胚体进行精加工时,加工后的结构如图4所示,精加工用高精度车床,精车根据承静圈钢体3的图纸要求,所有加工尺寸必须保证图纸的要求范围内,检验员根据图纸进行检验。
5)、喷焊:将承静圈钢体3放入喷焊机中对承静圈钢体3的内孔表面进行喷焊。
所述步骤5 )中包括以下工艺:
A)、喷焊前的准备:
a)、检查尺寸:根据图纸要求尺寸检查承静圈钢体3轴承工件的情况;
b)、喷焊用的合金粉末在喷焊前进行烘干;
c)、对承静圈钢体3工件进行探伤检查;
d)、粗糙处理:承静圈钢体3工件的表面加工拉毛后进行喷砂粗化;
B)、焊接工艺过程:
a)、预热:
为达到焊层厚度,喷焊焊层为2层,第一层喷焊前,需要对承静圈钢体3工件进行整体预热,采用氧乙炔火焰,将工件均匀加热预热温度需高于350℃;
b)、焊接:
采用等离子合金喷焊设备进行喷焊,在喷焊过程中为保证焊层均匀度,根据焊机电压控制显示,控制焊枪与目标工件间的焊接距离;当设定的电压偏差大于0.1V时,自动纠正电压偏差,调节焊枪的高度,通过该功能使焊枪与工件始终保持正常焊接距离;
c)、焊接过程中的温度控制,采用电加热和氧乙炔火焰相结合的方式,通过电加热装置覆盖承静圈钢体3工件的外表面70%面积,通过电热反射板的辐射热来保证承静圈钢体3工件的整体温度,再通过调整火焰加热的方向和强度实现对承静圈钢体3工件局部温度控制;
d)、轴套焊后冷却方式:焊接完成后将承静圈钢体3工件放置冷却室,进行缓冷,直至轴套冷却至正常室温;
e)、第二层喷焊,将承静圈钢体3工件提前进行整体加热,加热温度高于400℃,再重复步骤b)到步骤d)进行焊接和焊后缓冷,完成第二层焊层的焊接,达到焊层要求的厚度。
所述承静圈钢体3的硬质合金粉焊层2的喷焊厚度δ≧2.0mm。
6)、半精车:对承静圈钢体3工件进行半精加工。
所述步骤5)中进行本精车时采用数控车床粗车,粗车时承静圈钢体3根据粗车图纸进行,加工完检验员按照图纸逐项检验,检验合格进入下一工序;
7)、精加工:对承静圈钢体3的内孔、外圆和端面进行精磨。
所述步骤7)对承静圈钢体3进行精加工时采用内圆磨床进行内孔的精磨,精磨完内孔,进行外圆精磨,用外圆磨床精磨外圆,最后进行端面加工,所述内孔、外圆的粗糙度要求均达到1.6以上,
8)、检验:检验科严格按照图纸从下料-锻件-粗加工-钢体精加工-喷焊-半精车-精加工每一道工序都进行认真的检验,每一道工序有相应专用量具,如三座标、硬度计等。
9)、入库:产品必须达到图纸的技术要求,几何尺寸到达图纸的对应尺寸,这样,车间才可入库。
所述在机加工过程中,通过化学液体来增加承静圈钢体3本身的硬度,使其表面硬度远远超过本身的硬度。
将通过本工艺加工的轴承进行各项,其实验数据如下:
检测项目 | 普通轴承 | 背景技术中制造的轴承 | 本工艺制造的轴承 |
硬度(HB) | 260-310 | 300-350 | 330-390 |
抗拉强度(Mpa) | 860-920 | 950-990 | 970-990 |
耐磨时间 (h) | 300 | 450 | 490 |
屈服强度(Mpa) | 700-760 | 800-860 | 850-890 |
延伸率﹪ | 10-13 | 15-23 | 22-26 |
U型冲击功(焦耳/S㎡) | 68-73 | 75-80 | 80-84 |
端面收缩率﹪ | 40 | 45 | 49 |
通过上述实验数据对比,可以得出硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功等比旧型轴承高,使用时间延长。
Claims (10)
1.一种新型径向轴承体,其特征在于:包括整体形状均呈圆筒状的承动圈钢体(1)和承静圈钢体(3),所述承动圈钢体(1)的外表面和承静圈钢体(3)的内表面分别均匀喷焊有硬质合金粉焊层(2),硬质合金粉焊层(2)厚度为≧2.0mm。
2.一种用于生产权利要求1所述的新型径向轴承体的生产工艺,其特征在于:所述该工艺包括承动圈钢体(1)加工工艺和承静圈钢体(3)加工工艺。
3.根据权利要求2所述的新型径向轴承体的生产工艺,其特征在于:所述承动圈钢体(1)生产工艺包括以下步骤:
1)、下料:将承动圈钢体(1)用圆柱钢体下料成钢体胚体;
2)、锻打:将钢体胚体进行热锻;
3)、粗加工:在钢体胚体检验合格后进粗加工;
4)、钢体精加工:将钢体加工到承动圈钢体(1)图纸尺寸;
5)、喷焊:将承动圈钢体(1)放入喷焊机中对承动圈钢体(1)的外表面进行喷焊;
6)、半精车:对承动圈钢体(1)工件进行半精加工;
7)、精加工:对承动圈钢体(1)的内孔、外圆和端面进行精磨。
4.根据权利要求3所述的新型径向轴承体的生产工艺,其特征在于:中锻件表面应平整,不得有缺陷,不得有裂纹和翻皮,尺寸公差在±2mm范围内,保证平面度和垂直度,HB为260左右。
5.根据权利要求3所述的新型径向轴承体的生产工艺,其特征在于:所述步骤5 )中包括以下工艺:
A)、喷焊前的准备;
所述喷焊前对承动圈钢体(1)工件的表面加工拉毛后进行喷砂粗化;
B)、焊接工艺过程:
a)、预热:
为达到焊层厚度,喷焊焊层为2层,第一层喷焊前,需要对承动圈钢体(1)工件进行整体预热;
b)、焊接:
采用等离子合金喷焊设备进行喷焊,在喷焊过程中为保证焊层均匀度,根据焊机电压控制显示,控制焊枪与目标工件间的焊接距离;当设定的电压偏差大于0.1V时,自动纠正电压偏差,调节焊枪的高度,通过该功能使焊枪与工件始终保持正常焊接距离;
c)、焊接过程中的温度控制,采用电加热和氧乙炔火焰相结合的方式,通过电加热装置覆盖承动圈钢体(1)工件的外表面70%面积,通过电热反射板的辐射热来保证承动圈钢体(1)工件的整体温度,再通过调整火焰加热的方向和强度实现对承动圈钢体(1)工件局部温度控制;
d)、轴套焊后冷却方式:焊接完成后将承动圈钢体(1)工件放置冷却室,进行缓冷,直至轴套冷却至正常室温;
e)、第二层喷焊,将承动圈钢体(1)工件提前进行整体加热,加热温度高于400℃,再重复步骤b)到步骤d)进行焊接和焊后缓冷,完成第二层焊层的焊接,达到焊层要求的厚度。
6.根据权利要求3所述的新型径向轴承体的生产工艺,其特征在于:所述步骤7)对承动圈钢体(1)进行精加工时采用内圆磨床对内孔进行精磨,精磨完内孔,进行外圆精磨,用外圆磨床精磨外圆,最后进行端面加工。
7.根据权利要求2所述的新型径向轴承体的生产工艺,其特征在于:所述承静圈钢体(3)生产工艺包括以下步骤:
1)、下料:将承静圈钢体(3)用圆柱钢体下料成钢体胚体;
2)、锻打:将钢体胚体进行热锻;
3)、粗加工:在钢体胚体检验合格后进粗加工;
4)、钢体精加工:将钢体加工到承静圈钢体(3)的图纸尺寸;
5)、喷焊:将承静圈钢体(3)放入喷焊机中对承静圈钢体(3)的内孔表面进行喷焊;
6)、半精车:对承静圈钢体(3)工件进行半精加工;
7)、精加工:对承静圈钢体(3)的内孔、外圆和端面进行精磨。
8.根据权利要求7所述的新型径向轴承体的生产工艺,其特征在于:步骤2)中锻件表面应平整,不得有缺陷,不得有裂纹和翻皮,尺寸公差在±2mm范围内,保证平面度和垂直度,HB为260左右。
9.根据权利要求7所述的新型径向轴承体的生产工艺,其特征在于:所述步骤5 )中包括以下工艺:
A)、喷焊前的准备:
所述喷焊前对承静圈钢体(3)工件的表面加工拉毛后进行喷砂粗化;
B)、焊接工艺过程:
a)、预热:
为达到焊层厚度,喷焊焊层为2层,第一层喷焊前,需要对承静圈钢体(3)工件进行整体预热,采用氧乙炔火焰,将工件均匀加热预热温度需高于350℃;
b)、焊接:
采用等离子合金喷焊设备进行喷焊,在喷焊过程中为保证焊层均匀度,根据焊机电压控制显示,控制焊枪与目标工件间的焊接距离;当设定的电压偏差大于0.1V时,自动纠正电压偏差,调节焊枪的高度,通过该功能使焊枪与工件始终保持正常焊接距离;
c)、焊接过程中的温度控制,采用电加热和氧乙炔火焰相结合的方式,通过电加热装置覆盖承静圈钢体(3)工件的外表面70%面积,通过电热反射板的辐射热来保证承静圈钢体(3)工件的整体温度,再通过调整火焰加热的方向和强度实现对承静圈钢体(3)工件局部温度控制;
d)、轴套焊后冷却方式:焊接完成后将承静圈钢体(3)工件放置冷却室,进行缓冷,直至轴套冷却至正常室温;
e)、第二层喷焊,将承静圈钢体(3)工件提前进行整体加热,加热温度高于400℃,再重复步骤b)到步骤d)进行焊接和焊后缓冷,完成第二层焊层的焊接,达到焊层要求的厚度。
10.根据权利要求7所述的新型径向轴承体的生产工艺,其特征在于:所述步骤7)对承静圈钢体(3)进行精加工时采用内圆磨床对内孔进行精磨,精磨完内孔,进行外圆精磨,用外圆磨床精磨外圆,最后进行端面加工。
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