CN115608800A

CN115608800A - 轴承钢轨道胚料加工工艺

Info

Publication number: CN115608800A
Application number: CN202211634947.9A
Authority: CN
Inventors: 史立臣; 莫宏岗
Original assignee: Shijiazhuang Yugong Precision Technology Co ltd
Current assignee: Shijiazhuang Yugong Precision Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-19
Filing date: 2022-12-19
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2042-12-19
Also published as: CN115608800B

Abstract

本发明涉及材料加工技术领域，提出了轴承钢轨道胚料加工工艺，包括以下步骤：S1、准备钢材；S2、预热：将钢材的一端进行加热形成加热端；S3、冲压：将所述加热端伸入冲压机内进行冲压；S4、退火：将冲压后的加热端进行降温；S5、打头：对加热端进行打磨，将其冲压后的边缘打磨平整，然后将加热端进行压制；S6、喷砂：将钢材表面的脱碳层剥除；S7、磷皂化；S8、冷拔：拉拔机夹紧加热端，然后进行拉拔；S9、重复步骤S4~S8，重复4次；S10、切料：通过锯床将钢材按照指定的长度锯成若干节，然后进行去应力退火和喷砂矫直，形成了用于精加工的胚料；通过上述技术方案，解决了现有技术中对钢块线切割的切割面复杂且同一钢块需要重复多次切割的问题。

Description

轴承钢轨道胚料加工工艺

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体的，涉及轴承钢轨道胚料加工工艺。

背景技术

直线模组通过各个单元的组合实现负载的直线、曲线运动，使轻负载的自动化更加灵活、定位更加精准，这种机械手能给这个行业的设备带来便利的点有:单体运动速度快、重复定位精度高、本体质量轻、占设备空间小、寿命长。直线模组运用的范围一直在扩大，近几年，直线模组的开发更是快。

直线模组发展至今，直线模组已经被广泛应用到各种各样的设备当中。为我国的设备制造发展贡献了不可缺少的功劳，减少对外成套设备进口的依赖，为热衷于设备研发和制造的工程师带来了更多的机会。直线模组当前已普遍运用于测量、激光焊接、激光切割、涂胶机、喷涂机、打孔机、点胶机、小型数控机床、移载机、分类机、试验机及适用教育等场所。

现有技术中为了完成直线模组的组装，一般将导轨和滑块分开加工后进行组装，现有的滑台包括钢轨道、注塑件及滚珠等零部件，通常会将钢轨道通过将四方的钢块直接进行线切割，从而得到想要的尺寸和形状，在这个过程中，造成了钢材的浪费，且切割面复杂，切割厚度确定时，需要现将钢块切成满足要求的厚度后，才能进行线切割，生产成本高；且现有技术中通常是将型材进行分步骤的切割、拉拔以及矫直的工艺进行生产，生产的步骤较多，所使用的设备需要间隔足够的空间，占地面积大且生产效率低。

发明内容

本发明提出轴承钢轨道胚料加工工艺，解决了相关技术中对钢块线切割的切割面复杂且同一钢块需要重复多次切割的问题。

本发明的技术方案如下：

轴承钢轨道胚料加工工艺，包括以下步骤：

S1、准备钢材：钢材为长型钢材，所述钢材的截面为“U”型，所述钢材包括平板部及位于所述平板部两侧的凸起部；

S2、预热：将钢材的一端进行加热至950℃~980℃，形成加热端；

S3、冲压：将所述加热端伸入冲压机内进行冲压，冲压后，所述加热端只有平板部；

S4、退火：将冲压后的加热端进行降温；

S5、打头：对加热端进行打磨，将其冲压后的边缘打磨平整，然后将加热端进行压制；

S6、喷砂：将钢材穿过喷砂机，将钢材表面的脱碳层剥除；

S7、磷皂化：对钢材进行磷化-皂化处理；

S8、冷拔：拉拔机夹紧加热端，然后进行拉拔；

S9、重复步骤S4~S8，重复4次；

S10、切料：通过锯床将钢材按照指定的长度锯成若干节，然后进行去应力退火和喷砂矫直，形成了用于精加工的胚料。

作进一步的技术方案，在步骤S8 、S9中共进行5次拉拔，其中前四次拉拔为重拉拔，重拉拔后钢材的相对变形量≥10%，其退火温度≤680℃；第五次为轻拉拔，轻拉拔后钢材的相对变形量在6%~8%，其切料后的去应力退火温度≤550℃。

作进一步的技术方案，在步骤S8 、S9中共进行5次拉拔，其中前四次拉拔的速度为（50~60）m/min；第五次拉拔的速度为（25~40）m/min。

作进一步的技术方案，在步骤S8 中的所述拉拔机包括

机架；

拉拔模具，设置在所述机架上，所述拉拔模具具有拉拔腔；

拉拔爪，移动设置在所述机架上，所述拉拔爪移动后靠近或远离所述拉拔模具；及

矫直辊组，转动设置在所述机架上，所述矫直辊组有一组主动辊和一组被动辊，所述主动辊升降设置在所述机架上，所述主动辊及所述被动辊均具有中心进液道及外围收液道，所述中心进液道及所述外围收液道同轴设置，所述中心进液道和所述外围收液道分别通过密封轴承连接有进液管和出液管，所述出液管套设在所述进液管的外侧。

作进一步的技术方案，所述拉拔机还包括

升降驱动组件，设置在所述机架上，所述主动辊转动设置在所述升降驱动组件上；及

转动驱动件，所述转动驱动件用于驱动所述主动辊转动，所述转动驱动件与所述进液管分别位于所述主动辊的两端。

作进一步的技术方案，所述升降驱动组件包括

剪式升降架，设置在所述机架上；

固定架，设置在所述剪式升降架的输出端，所述固定架具有滑槽，所述主动辊通过滑座滑动设置在所述滑槽内；及

楔形块，滑动设置在所述滑槽内，所述楔形块的滑动方向与所述滑座的滑动方向垂直。

作进一步的技术方案，所述升降驱动组件还包括

齿条，设置在所述楔形块的一端；

齿轮轴，转动连接在所述固定架上，所述齿轮轴与所述齿条啮合；及

齿轮轴电机，设置在所述固定架上，所述齿轮轴连接设置在所述齿轮轴电机的输出端。

本发明的工作原理及有益效果为：

1、本发明中四道重拉拔中单次重拉拔的相对变形量均超过10%；四道再软化退火，再软化退火的温度不高于680℃；一道轻拉拔，且轻拉拔的相对变形量的6%~8%；去应力退火，去应力退火的温度不高于550℃，这种加工方式，不仅节约了人工成本，提高了工作效率，节约了能源，同时20CrMo型材的脱碳层少，20CrMo型材的尺寸精度高、综合性能良好，这种拉拔工艺，少量多次拉拔，将“U”型的钢材拉拔成了合适的形状，避免进行线切割，所有的坯料都得以使用，无切割浪费，钢材的利用率达到95%，更无需多次切割滑块的槽面，仅需要在拉拔完成后分段即可，大大降低了生产成本。

2、冷却液通过泵输送到进液管内，然后冷却液沿着中心进液道进入后顺着外围收液道流出然后通过出液管排出，冷却液对主动辊及被动辊进行降温，使得主动辊和被动辊对钢材进行降温，由于降温的接触为线接触，且钢材在移动，因此，钢材在矫直辊组两侧的温度相差较大，但是在矫直辊组之间的温度变化为连续的降温，无温度突变，避免了钢材产生应力集中现象，不会发生相邻截面两侧温差过大而断裂的情况。

3、矫直辊组进行输送降低了拉拔爪的拉拔力，同时将拉拔后的钢材进行矫直的同时又对其进行了连续缓变的降温，避免了钢材全部拉拔后将钢材插入冷水中进行退火时发生断裂的现象。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明矫直辊组位置处的结构示意图；

图3为本发明准备的钢材结构示意图；

图4为本发明冲压后的钢材结构示意图；

图5为本发明5次拉拔后钢材的截面图；

图中：10、机架，20、拉拔模具，21、拉拔腔，30、拉拔爪，40、矫直辊组，41、主动辊，42、被动辊，43、中心进液道，44、外围收液道，45、进液管，46、出液管，50、升降驱动组件，51、转动驱动件，52、剪式升降架，53、固定架，531、滑槽，532、滑座，533、楔形块，534、齿条，535、齿轮轴，536、齿轮轴电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提出了轴承钢轨道胚料加工工艺，包括以下步骤：

S4、退火：将冲压后的加热端进行降温；

S6、喷砂：将钢材穿过喷砂机，将钢材表面的脱碳层剥除；

S7、磷皂化：对钢材进行磷化-皂化处理；

S8、冷拔：拉拔机夹紧加热端，然后进行拉拔；

S9、重复步骤S4~S8，重复4次；

在步骤S8 、S9中共进行5次拉拔，其中前四次拉拔为重拉拔，重拉拔后钢材的相对变形量≥10%，其退火温度≤680℃；第五次为轻拉拔，轻拉拔后钢材的相对变形量在6%~8%，其切料后的去应力退火温度≤550℃。

在步骤S8 、S9中共进行5次拉拔，其中前四次拉拔的速度为50~60m/min；第五次拉拔的速度为25~40m/min。

本实施例中，为了解决对钢块进行线切割的切割面复杂且同一钢块需要重复多次切割的问题，设计了一种轴承钢轨道胚料加工工艺用来生产直线导轨的滑块坯料，选用的钢材是20CrMo型材；首先，将钢材的一端通过电磁加热机或其他方式进行加热，至钢材达到950℃~980℃，形成加热端；然后将“U”型的钢材的加热端伸入冲压机内进行冲压，其中钢材的开口方向与冲头的移动方向垂直，将钢材的两侧的凸起部同时冲掉，冲压效率高，平板部的宽度大，便于后续拉拔机进行夹持，利用喷砂机将材料表面剥皮去除表面脱碳层；再将材料表面进行磷皂化处理；且四道重拉拔中单次重拉拔的相对变形量均超过10%；四道再软化退火，再软化退火的温度不高于680℃；一道轻拉拔，且轻拉拔的相对变形量的6%~8%；去应力退火，去应力退火的温度不高于550℃，这种加工方式，不仅节约了人工成本，提高了工作效率，节约了能源，同时20CrMo型材的脱碳层少，20CrMo型材的尺寸精度高、综合性能良好，这种拉拔工艺，少量多次拉拔，将“U”型的钢材拉拔成了合适的形状，避免进行线切割，所有的坯料都得以使用，无切割浪费，钢材的利用率达到95%，更无需多次切割滑块的槽面，仅需要在拉拔完成后分段即可，大大降低了生产成本。

如图1~图5所示，所述拉拔机包括

机架10；

拉拔模具20，设置在所述机架10上，所述拉拔模具20具有拉拔腔21；

拉拔爪30，移动设置在所述机架10上，所述拉拔爪30移动后靠近或远离所述拉拔模具20；及

矫直辊组40，转动设置在所述机架10上，所述矫直辊组40有一组主动辊41和一组被动辊42，所述主动辊41升降设置在所述机架10上，所述主动辊41及所述被动辊42均具有中心进液道43及外围收液道44，所述中心进液道43及所述外围收液道44同轴设置，所述中心进液道43和所述外围收液道44分别通过密封轴承连接有进液管45和出液管46，所述出液管46套设在所述进液管45的外侧。

本实施例中，为了使得拉拔机拉拔成型的钢材直顺，避免弯折，在机架10上设置有矫直辊组40，矫直辊组40设置有若干组，矫直辊组40的主动辊41和被动辊42上都设置有中心进液道43及外围收液道44，当拉拔爪30带动加热端进行移动时，钢材穿过拉拔腔21进行拉拔移动，钢材的下表面沿着被动辊42的辊面移动，然后拉出一定的距离后，超过第一组矫直辊组40后，第一组的主动辊41下移，压紧在钢材的上表面，然后主动辊41转动，与被动辊42共同作用将拉拔后的部分进行顺直，同时主动辊41转动，对拉拔后的钢材有一定的输送力，其与拉拔爪30共同作用，减少了钢材的端部受力，避免钢材端部受力过于集中而变形，使得拉拔后可用的钢材长度变长，利用率高；同时将冷却液通过泵输送到进液管45内，然后冷却液沿着中心进液道43进入后顺着外围收液道44流出然后通过出液管46排出，冷却液对主动辊41及被动辊42进行降温，使得主动辊41和被动辊42对钢材进行降温，由于降温的接触为线接触，且钢材在移动，因此，钢材在矫直辊组40两侧的温度相差较大，但是在矫直辊组之间的温度变化为连续的降温，无温度突变，避免了钢材产生应力集中现象，不会发生相邻截面两侧温差过大而断裂的情况；中心进液道43的横截面积小于外围收液道44的横截面积，使得冷却液在外围收液道44的流速变缓，使得主动辊41和被动辊42的温度保持低温，确保其对钢材的冷却效果；且拉拔与矫直一体设置在一个设备上，成型更加迅速，生产效率得到大幅度提升，且减少了设备的占地面积，提高了厂房的空间利用率，使得工厂的生产效益得到提升。

如图1~图2所示，所述拉拔机还包括

升降驱动组件50，设置在所述机架10上，所述主动辊41转动设置在所述升降驱动组件50上；及

转动驱动件51，所述转动驱动件51用于驱动所述主动辊41转动，所述转动驱动件51与所述进液管45分别位于所述主动辊41的两端。

本实施例中，为了保证本设备可以满足不同型号的轴承钢轨道胚料（直线导轨滑块坯料）的使用需求，将主动辊41通过升降驱动组件50设置在机架10上，使得主动辊41的位置可以调节，即主动辊41和被动辊42之间的矫直间隙可以调整，满足不同的使用需求；转动驱动件51为电机，用于带动主动辊41转动，从而对钢材提供输送力，减小了拉拔爪30的拉拔力，避免钢材与拉拔爪30的连接位置过度变形，提高了钢材的利用率。

如图1~图2所示，所述升降驱动组件50包括

剪式升降架52，设置在所述机架10上；

固定架53，设置在所述剪式升降架52的输出端，所述固定架53具有滑槽531，所述主动辊41通过滑座532滑动设置在所述滑槽531内；及

楔形块533，滑动设置在所述滑槽531内，所述楔形块533的滑动方向与所述滑座532的滑动方向垂直。

本实施例中，为了保证主动辊41的位置精确，在机架10上设置剪式升降架52，剪式升降架52的输出端螺栓安装有固定架53，主动辊41通过滑座532滑动设置在固定架53的滑槽531内，当需要将主动辊41下压时，剪式升降架52首先伸长，使得主动辊41靠近被动辊42，然后当剪式升降架52接触或基本接触钢材时，移动楔形块533，将主动辊41继续进行微量下移，使得主动辊41对钢材的力适中，主动辊41上设置有压力传感器，避免压紧的力过大或过小，使得钢材顺直的时候受到的输送力适中。

如图1~图2所示，所述升降驱动组件50还包括

齿条534，设置在所述楔形块533的一端；

齿轮轴535，转动连接在所述固定架53上，所述齿轮轴535与所述齿条534啮合；及

齿轮轴电机536，设置在所述固定架53上，所述齿轮轴535连接设置在所述齿轮轴电机536的输出端。

本实施例中，为了使得楔形块533的移动量精确，在楔形块533的一端设置有齿条534，当主动辊41随剪式升降架52下移后，齿轮轴电机536启动带动齿条534移动，从而带动楔形块533移动，使得主动辊41进一步下移，压力值满足需求后，齿轮轴电机536停止动作。

以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.轴承钢轨道胚料加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S4、退火：将冲压后的加热端进行降温；

S6、喷砂：将钢材穿过喷砂机，将钢材表面的脱碳层剥除；

S7、磷皂化：对钢材进行磷化-皂化处理；

S8、冷拔：拉拔机夹紧加热端，然后进行拉拔；

S9、重复步骤S4~S8，重复4次；

2.根据权利要求1所述的轴承钢轨道胚料加工工艺，其特征在于，在步骤S8 、S9中共进行5次拉拔，其中前四次拉拔为重拉拔，重拉拔后钢材的相对变形量≥10%，其退火温度≤680℃；第五次为轻拉拔，轻拉拔后钢材的相对变形量在6%~8%，其切料后的去应力退火温度≤550℃。

3.根据权利要求2所述的轴承钢轨道胚料加工工艺，其特征在于，在步骤S8 、S9中共进行5次拉拔，其中前四次拉拔的速度为（50~60）m/min；第五次拉拔的速度为（25~40）m/min。

4.根据权利要求1所述的轴承钢轨道胚料加工工艺，其特征在于，在步骤S8 中的所述拉拔机包括

机架（10）；

拉拔模具（20），设置在所述机架（10）上，所述拉拔模具（20）具有拉拔腔（21）；

拉拔爪（30），移动设置在所述机架（10）上，所述拉拔爪（30）移动后靠近或远离所述拉拔模具（20）；及

矫直辊组（40），转动设置在所述机架（10）上，所述矫直辊组（40）有一组主动辊（41）和一组被动辊（42），所述主动辊（41）升降设置在所述机架（10）上，所述主动辊（41）及所述被动辊（42）均具有中心进液道（43）及外围收液道（44），所述中心进液道（43）及所述外围收液道（44）同轴设置，所述中心进液道（43）和所述外围收液道（44）分别通过密封轴承连接有进液管（45）和出液管（46），所述出液管（46）套设在所述进液管（45）的外侧。

5.根据权利要求4所述的轴承钢轨道胚料加工工艺，其特征在于，所述拉拔机还包括

升降驱动组件（50），设置在所述机架（10）上，所述主动辊（41）转动设置在所述升降驱动组件（50）上；及

转动驱动件（51），所述转动驱动件（51）用于驱动所述主动辊（41）转动，所述转动驱动件（51）与所述进液管（45）分别位于所述主动辊（41）的两端。

6.根据权利要求5所述的轴承钢轨道胚料加工工艺，其特征在于，所述升降驱动组件（50）包括

剪式升降架（52），设置在所述机架（10）上；

固定架（53），设置在所述剪式升降架（52）的输出端，所述固定架（53）具有滑槽（531），所述主动辊（41）通过滑座（532）滑动设置在所述滑槽（531）内；及

楔形块（533），滑动设置在所述滑槽（531）内，所述楔形块（533）的滑动方向与所述滑座（532）的滑动方向垂直。

7.根据权利要求6所述的轴承钢轨道胚料加工工艺，其特征在于，所述升降驱动组件（50）还包括

齿条（534），设置在所述楔形块（533）的一端；

齿轮轴（535），转动连接在所述固定架（53）上，所述齿轮轴（535）与所述齿条（534）啮合；及

齿轮轴电机（536），设置在所述固定架（53）上，所述齿轮轴（535）连接设置在所述齿轮轴电机（536）的输出端。