CN113305234A - 一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法 - Google Patents

一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，通过对整圆后的粗糙衬套进行精整圆，包括以下步骤：首先将整圆后的粗糙衬套进行精整冲压，其次对冲压后的衬套进行去应力退火热处理，最后等待衬套冷却取出。本发明中对衬套精整圆加工的工艺流程简单，自动化程度高，能有效提高生产效率，利用冲压精整来取代传统精整加工中对衬套各种打磨精整，减少了加工成本，利用去应力退火热处理提高了衬套的精度和质量。

Description

一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法
技术领域
本发明涉及滑动轴承制造技术领域，特别涉及一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法。
背景技术
滑动轴承是在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上设置衬套。内燃机滑动轴承主要包括轴瓦、衬套、翻边瓦及止推片。衬套在内燃机内部的使用很广泛，包括连杆、凸轮轴衬套、摇臂衬套等。可以说，衬套作为重要的滑动轴承零件，是内燃机中的重要零件，滑动轴承工作时发生的是滑动摩擦，滑动摩擦力的大小主要取决于制造精度，而滑动轴承摩擦力的大小主要取决于轴承滑动面的材料，因此衬套的壁厚及表面精糙度好坏直接影响这滑动轴承的表现。
衬套是由平板卷制而成，制造加工衬套的工艺流程通常为落料、冲搭扣、冲U型、卷圆精整、粗磨外圆、内外圆倒角、精冲定位缺口、背面拉槽、精磨外圆、精镗内圆、检验、清洗、上油、包装等多个步骤，由于衬套很多是由金属材质的平板卷制，根据衬套的具体尺寸，需首先进行落料，衬套的成品是一个圆柱状，要保证衬套的合理扣紧，需用搭扣进行扣紧，冲U形是整圆前比较关键的工序，是将材料进行预弯，以便进行整圆，整圆则将材料加工成圆柱形，然后保证衬套的壁厚及表面精糙度，以保证衬套的合理装配，需要对衬套进行精整，在这其中对衬套精整圆通常使用打磨的方式加工处理，精整过程步骤繁多需花费大量时间多次打磨，成本高且效率低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明可以解决现有的方法使用打磨的方式加工处理，工作过程步骤繁多需花费大量时间多次打磨，成本高且效率低的难题。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，包括以下具体步骤：
S1：进行冲压精整：准备冲压模具，将粗糙的衬套放置在模具上，并进行精整冲压，冲压后对衬套再次精整；
S2：进行去应力退火热处理：将冲压后的衬套放在热处理腔模中，将放入衬套的热处理腔模进行去应力退火热处理；
S3：等待冷却并取出：衬套和热处理腔模均冷却后，将衬套取出。
作为本发明的一种优选技术方案，S1中，冲压后再次精整是指：将冲压后的衬套冲裁掉冲压后变形的部分，对衬套进行切口、裁剪和修边，冲裁后的衬套与标准衬套的尺寸公差要求均为±1mm。
作为本发明的一种优选技术方案，S1中，冲压所使用的设备为液压冲压机或者气压冲压机，冲压前检查空气压力是否达到0.5MPa、滑块是否停在上死点。
作为本发明的一种优选技术方案，S2中，对冲压精整后的衬套进行去应力热处理的具体步骤为：
S201：对成品衬套进行表面清洁；
S202：准备尺寸相对应的热处理腔模，将衬套装入热处理腔模腔模，并将热处理腔模闭合；
S203：将装有衬套的热处理腔模放入真空炉中进行抽真空和加热，升温的速率设置为8℃每分钟至16℃每分钟，到达一定温度后开始一段时间的保温，随后关闭真空炉并以炉冷的方式将热处理腔模冷却至室温，平缓地将热处理腔模从真空炉中取出。
作为本发明的一种优选技术方案，S3中，等待冷却并取出的具体步骤为：将热处理腔模的盖子打开，采用空冷的方式对衬套进行冷却，等待衬套温度低于50℃后，将衬套从热处理腔模中取出。
作为本发明的一种优选技术方案，S1中，所使用到用于精整冲压的装置包括上模具和下模具，所述上模具设置为截面为圆形的T型模具，所述下模具设置为截面为圆形的凹型模具，所述上模具与所述下模具相对应。
作为本发明的一种优选技术方案，所述上模具顶端设置有限位部，所述限位部设置为圆柱型，所述限位部竖直向下设置有塑型部，所述塑型部设置为圆柱型，所述塑型部的直径与成品衬套的内直径相同。
作为本发明的一种优选技术方案，所述上模具的底端设置有精整冲头，所述精整冲头设置为圆柱型冲头，并且所述精整冲头的直径与整圆后的粗糙衬套内直径相同，所述精整冲头与所述塑型部之间连接有冲型部，所述冲型部设置为上宽下窄的圆台型。
作为本发明的一种优选技术方案，所述下模具中心开设有圆柱型凹槽，所述下模具凹槽内底部设置有冲头凹槽，所述冲头凹槽与所述精整冲头的形状大小相对应，所述下模具的凹槽的顶部设置有凹台，所述凹台设置为上宽下窄的圆台型，所述凹台的下直径与成品衬套的外直径相同，所述凹台与所述冲头凹槽之间连接有塑型圈，所述塑型圈设置为圆柱型，并且所述塑型圈直径与成品衬套的外直径相同。
作为本发明的一种优选技术方案，所述下模具的凹糟深度与所述上模具除去所述限位部的整体高度相同。
(三)有益效果
1.本发明提供的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，通过精整冲压可一次成型，将粗糙的衬套冲压成厚壁和内外径尺寸均与成品衬套相符合的衬套，冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化，每次冲压行程就可能得到一个冲件，这一步骤免去了传统加工方法中的多次打磨，减少了繁杂的步骤，减轻了加工成本，进而提高了效率；
2.本发明提供的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，在冲压后再次精整，只需将冲压后的衬套进行冲裁在已成形的衬套上进行切口剪裁和修边，一步到位，确保加工后的衬套与所需的成品衬套标准一致，并且冲裁同样可实现机械化与自动化，流水线生产加工效率快；
3.本发明提供的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，可以消除多数情况下，在工艺过程结束后，金属内部将保留一部分残余应力，残余应力可导致工件破裂、变形或尺寸变化，残余应力也提高金属化学活性，在残余拉应力作用下特别容易造成晶间腐蚀破裂，残余应力将影响材料的使用性能或导致工件过早失效，因此，对精整后的衬套进行去应力退火热处理，可以消除衬套中的残余应力，稳定工件尺寸及形状，减少衬套在使用过程中的形变和裂纹倾向，提高了衬套尺寸的稳定性和精度，进而提升了其使用性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的方法流程示意图；
图2是本发明的冲压模具主视截面示意图；
图3是本发明的冲压时的主视截面示意图；
图4是本发明的凹台部分放大截面示意图；
图5是本发明的冲压后再次精整冲裁的衬套示意图。
图中：1、上模具；2、下模具；11、精整冲头；12、冲型部；13、塑型部；14、限位部；21、凹台；22、塑型圈；23、冲头凹槽。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1-5所示，一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，包括以下具体步骤：
S1：进行冲压精整：冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，若采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，因此准备与所需成品衬套尺寸相对应的高精密冲压模具，将粗糙的衬套放置在模具上，并进行精整冲压，冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件，冲压后将衬套取出，然后对衬套再次精整冲裁；
S2：进行去应力退火热处理：将冲压后的衬套放在与成品衬套尺寸相对应的热处理腔模中，将放入衬套的热处理腔模进行去应力退火热处理；
S3：等待冷却并取出：衬套和热处理腔模均冷却后，将衬套取出。
S1中，冲压后再次精整是指：由于冲压模具本身设计或构造的本体，可能无法一次就可以将衬套冲压成与成品衬套完全一样，冲压后的衬套一些部位可能会出现被挤压变形的情况，因此需将冲压后的衬套冲裁掉冲压后变形的部分，对衬套进行切口、裁剪和修边，冲裁后的衬套与标准衬套的尺寸公差要求均为±1mm，进而确保精整后的衬套其高度、壁厚等各种尺寸与所需的成品衬套基本一致。
S1中，冲压所使用的设备为液压冲压机或者气压冲压机，冲压前检查空气压力是否达到0.5MPa、滑块是否停在上死点，使用设备和操作方式根据生产线的具体情况而定。
S2中，对冲压精整后的衬套进行去应力热处理的具体步骤为：
S201：对成品衬套进行表面清洁，使用吸尘器或其他除尘除垢的设备将精整后的衬套表面清洁，保证衬套表面无污渍；
S202：准备对成品衬套尺寸相对应的热处理腔模，将清洁后的衬套装入热处理腔模腔模，并将盖子盖上，使热处理腔模闭合；
S203：将装有衬套的热处理腔模放入真空炉中，在真空脱气作用下，可以提高金属材料的物理性能和力学性能，在真空状态下加热，金属工件表面元素会发生蒸发现象，金属实现无氧化加热所需的真空度，表面净化作用，实现少无氧化和少无脱，在热处理腔模上装有电热传感器，可以时刻了解炉内温度情况，将真空炉关闭密封，进行抽真空和加热，将材料加热到一定温度并保温一段时间，使材料内部的残余应力得以松弛，金属材料的去应力处理温度通常不超过400℃，因此升温的速率设置为8℃每分钟至16℃每分钟，到达一定温度后开始一段时间的保温，需要说明的是这里抽真空的气压程度、升温的速率和时长以及保温的时长，均根据衬套自身的材质而定，关闭真空炉后并以炉冷的方式将热处理腔模缓慢冷却至室温，然后平缓地将热处理腔模从冷却的真空炉中取出，真空热处理加工是无氧化热处理技术，也是当前热处理生产技术先进程度的主要标志之一，真空热处理不仅可以实现金属的无氧化、无脱碳，而且还可以实现生产的无污染和工件的少畸变。
S3中，等待冷却并取出的具体步骤为：将热处理腔模的盖子打开，采用空冷的方式对衬套进行冷却，等待衬套温度低于50℃后，将冷却完毕的衬套从热处理腔模中取出。此时的衬套不仅高度、壁厚和内外径等尺寸均与所需的标准成品衬套一致，并且消除了衬套的内应力，提高了尺寸稳定性和精度，进而提高了其使用性能。
S1中，所使用到用于精整冲压的装置包括上模具1和下模具2，上模具1设置为截面为圆形的T型模具，下模具2设置为截面为圆形的凹型模具，上模具1与下模具2相对应，上模具1经过冲压可进入下模具2中，并将衬套改变壁厚尺寸和高度。
为了在冲压时可以顺利将衬套下压，上模具1顶端设置有限位部14，限位部14设置为圆柱型，限位部竖直向下设置有塑型部13，塑型部13设置为圆柱型，塑型部13的直径与成品衬套的内直径相同，衬套在经过塑型部13时，其内直径会被扩张，并与标准成品衬套的内直径相同。
为实现在冲压过程中改变衬套的尺寸，上模具1的底端设置有精整冲头11，精整冲头11设置为圆柱型冲头，与粗糙的衬套形状相同，并且精整冲头11的直径与整圆后的粗糙衬套内直径相同，精整冲头11与塑型部13之间连接有冲型部12，冲型部12设置为上宽下窄的圆台型，冲型部12作为将粗糙衬套改变为成品衬套尺寸的桥梁，其作用缓解了冲压过程中对衬套内部的冲击，使得衬套在形变时更加流畅。
为容纳上模具1和实现对衬套外直径的控制，下模具2中心开设有圆柱型凹槽，下模具2凹槽内底部设置有冲头凹槽23，冲头凹槽23与精整冲头11的形状大小相对应，冲压后冲头凹槽23与精整冲头11相啮合，下模具2的凹槽的顶部设置有凹台21，凹台21设置为上宽下窄的圆台型，凹台21的下直径与成品衬套的外直径相同，凹台21可以放置粗糙衬套，并且为衬套外直径的改变提供便利，凹台21与冲头凹槽23之间连接有塑型圈22，塑型圈22设置为圆柱型，与标准成品衬套外圈的形状相同，并且塑型圈22直径与成品衬套的外直径相同，在冲压时，衬套经过凹台21被挤压，到达塑型圈22时，衬套的外直径挤压至于标准成品衬套相同，通过与上模具1的配合，衬套的壁厚被挤压，高度也被拉长，进而向成品衬套形变。
为提高下模具2与上模具冲压时的契合度，下模具2的凹糟深度与上模具1除去限位部14的整体高度相同，使得冲压后衬套完全置于上模具1和下模具2之间，进而提高冲压的科学性和有效性。
具体地，在本方法实施过程中，利用冲压精整来取代传统精整加工中对衬套各种打磨精整，减少了加工成本，利用去应力退火热处理提高了衬套的精度和质量，使用真空炉热处理不仅实现衬套材质的无氧化、无脱碳，而且还可以实现生产的无污染和工件的少畸变。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，其特征在于，包括：
S1：进行冲压精整：准备冲压模具，将粗糙的衬套放置在模具上，并进行精整冲压，冲压后对衬套再次精整；
S2：进行去应力退火热处理：将冲压后的衬套放在热处理腔模中，将放入衬套的热处理腔模进行去应力退火热处理；
S3：等待冷却并取出：衬套和热处理腔模均冷却后，将衬套取出。
2.根据权利要求1所述的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，其特征在于，所述S1中，冲压后再次精整是指：将冲压后的衬套冲裁掉冲压后变形的部分，对衬套进行切口、裁剪和修边，冲裁后的衬套与标准衬套的尺寸公差要求均为±1mm。
3.根据权利要求1所述的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，其特征在于，所述S1中，冲压所使用的设备为液压冲压机或者气压冲压机，冲压前检查空气压力是否达到0.5MPa、滑块是否停在上死点。
4.根据权利要求1所述的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，其特征在于，所述S2中，对冲压精整后的衬套进行去应力热处理的具体步骤为：
S201：对成品衬套进行表面清洁；
S202：准备尺寸相对应的热处理腔模，将衬套装入热处理腔模腔模，并将热处理腔模闭合；
S203：将装有衬套的热处理腔模放入真空炉中进行抽真空和加热，升温的速率设置为8℃每分钟至16℃每分钟，到达一定温度后开始一段时间的保温，随后关闭真空炉并以炉冷的方式将热处理腔模冷却至室温，平缓地将热处理腔模从真空炉中取出。
5.根据权利要求1所述的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，其特征在于，所述S3中，等待冷却并取出的具体步骤为：将热处理腔模的盖子打开，采用空冷的方式对衬套进行冷却，等待衬套温度低于50℃后，将衬套从热处理腔模中取出。
6.根据权利要求4所述的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，其特征在于，所述S1中，所使用到用于精整冲压的装置包括上模具(1)和下模具(2)，所述上模具(1)设置为截面为圆形的T型模具，所述下模具(2)设置为截面为圆形的凹型模具，所述上模具(1)与所述下模具(2)相对应。
7.根据权利要求6所述的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，其特征在于，所述上模具(1)顶端设置有限位部(14)，所述限位部(14)设置为圆柱型，所述限位部竖直向下设置有塑型部(13)，所述塑型部(13)设置为圆柱型，所述塑型部(13)的直径与成品衬套的内直径相同。
8.根据权利要求7所述的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，其特征在于，所述上模具(1)的底端设置有精整冲头(11)，所述精整冲头(11)设置为圆柱型冲头，并且所述精整冲头(11)的直径与整圆后的粗糙衬套内直径相同，所述精整冲头(11)与所述塑型部(13)之间连接有冲型部(12)，所述冲型部(12)设置为上宽下窄的圆台型。
9.根据权利要求6所述的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，其特征在于，所述下模具(2)中心开设有圆柱型凹槽，所述下模具(2)凹槽内底部设置有冲头凹槽(23)，所述冲头凹槽(23)与所述精整冲头(11)的形状大小相对应，所述下模具(2)的凹槽的顶部设置有凹台(21)，所述凹台(21)设置为上宽下窄的圆台型，所述凹台(21)的下直径与成品衬套的外直径相同，所述凹台(21)与所述冲头凹槽(23)之间连接有塑型圈(22)，所述塑型圈(22)设置为圆柱型，并且所述塑型圈(22)直径与成品衬套的外直径相同。
10.根据权利要求1所述的一种滑动轴承衬套生产用精整圆方法，其特征在于，所述下模具(2)的凹糟深度与所述上模具(1)除去所述限位部(14)的整体高度相同。
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