專利名稱：全不銹鋼直線軸承制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直線軸承制造方法，特別是關(guān)于不銹鋼直線軸承的生產(chǎn)加工方法。
背景技術(shù)：
普通直線軸承的套圈采用GGr15軸承鋼異型管，經(jīng)落料后先對(duì)套圈內(nèi)外徑在公差范圍內(nèi)定位加工，然后對(duì)整個(gè)套圈進(jìn)行熱處理，再進(jìn)行內(nèi)外徑粗精磨加工，最后達(dá)到套圈精度要求。軸承保持架是采用工程塑料由注塑機(jī)注塑成圓管形成品，由軸承鋼制各種規(guī)格的鋼球及橡膠防塵蓋。在裝配前要對(duì)軸承套圈進(jìn)行級(jí)別分選，然后按分選級(jí)別裝配成品。由于普通直線軸承不能用在特殊和惡劣環(huán)境，特別是在酸性、堿性和高濕度環(huán)境使用時(shí)，在短時(shí)期內(nèi)軸承套圈內(nèi)外及鋼球產(chǎn)生銹蝕和腐蝕現(xiàn)象。保持架是工程塑料制成，它在100℃以上溫度中工作要發(fā)生變形不能進(jìn)行經(jīng)常工作。直線軸承保持架是主要另件，而塑料保持架是塑料注塑機(jī)注塑成型產(chǎn)品，未經(jīng)其它加工，在注塑中加工中對(duì)加熱電壓、電流要求很嚴(yán)格，而注塑產(chǎn)品都是三班倒，因此在白天與晚上電流和電壓有差異，生產(chǎn)出產(chǎn)品存在一定差異，因此在裝配中質(zhì)量就很難保證穩(wěn)定性。另外，塑料保持架機(jī)械強(qiáng)度不是很強(qiáng)，滾道兩邊表面粗糙度不足1.6，鋼球與塑料保持架滾道在往復(fù)循環(huán)摩擦中工作，工作一定時(shí)間后滾道表面產(chǎn)生磨損，從而降低公差精度，縮短使用壽命，還影響其它部件和配套整機(jī)的運(yùn)行壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)普通直線軸承所存在的問題，設(shè)計(jì)一種全不銹鋼直線軸承的制造方法，使產(chǎn)品具有耐酸、耐堿、耐潮濕和耐高溫的特性，達(dá)到提高精度、延長(zhǎng)使用壽命，并能與普通直線軸承相互通用的目的。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。
全不銹鋼直線軸承的制造方法，包括以下步驟a、不銹鋼軸承套圈先以不銹鋼圓管經(jīng)切割成圓管狀坯料，然后車削出軸向內(nèi)凹大圓弧面與軸向突起的小內(nèi)凹圓弧面相間的圓管內(nèi)壁面，經(jīng)熱處理后再進(jìn)行粗精磨，制成軸承套圈；b、不銹鋼保持架采用不銹鋼冷軋板，用沖壓模具在沖床上沖壓出保持架坯片，經(jīng)沖壓中間凹槽，拉伸滾道，沖壓滾珠槽，切外邊口和精密整形，制成不銹鋼保持架片子；c、對(duì)外協(xié)作件不銹鋼滾珠、徑向卡環(huán)和防塵蓋進(jìn)行精度公差檢驗(yàn)，去除不合格品；d、將上述經(jīng)檢驗(yàn)合格的不銹鋼套圈、不銹鋼保持架片子、不銹鋼滾珠、徑向卡環(huán)和防塵蓋用專用工夾具組裝成不銹鋼直線軸承。
不銹鋼直線軸承包括軸承套圈、鋼滾珠、保持架片、徑向卡環(huán)、防塵蓋等主要另件，軸承套圈和鋼滾珠采用9Gr18不銹鋼制作，該材料屬馬氏體型不銹鋼，含有高碳、高鉻元素，因此機(jī)械強(qiáng)度大，經(jīng)高溫?zé)崽幚砗笥捕饶苓_(dá)到HRC60℃以上，并保持其它類型不銹鋼的優(yōu)良性能，是制造直線軸承另件的最佳材料。
所述不銹鋼保持架片子是本發(fā)明的關(guān)鍵部件，選用1Gr13不銹鋼冷軋板材，通過各種模具在沖壓機(jī)床上逐漸沖壓成型，特別是保持架片子的鋼珠滾道的制作，由精密模具與精密沖壓機(jī)床進(jìn)行沖壓拉伸成型，并進(jìn)行表面處理，提高機(jī)械強(qiáng)度，提高運(yùn)行效率、延長(zhǎng)使用壽命。
本發(fā)明針對(duì)普通直線軸承存在不耐酸、不耐堿，不能在高濕有水和超過100℃以上溫度的環(huán)境中工作的現(xiàn)狀，為解決以上缺點(diǎn)，并達(dá)到與普通直線軸承能互相通用的目的，為此對(duì)軸承套圈、鋼滾珠另件的材料采用9Gr18不銹鋼材料，該材料能耐酸、耐堿，能在高濕及有水和溫度在100℃～350℃范圍中的環(huán)境能保持達(dá)到使用效果。并在長(zhǎng)時(shí)期的惡劣環(huán)境中不腐蝕，不影響產(chǎn)品公差精度。保持架采用不銹鋼1Gr13替代塑料材料，該種不銹鋼材料有以上特性外而機(jī)械強(qiáng)度大，表面粗糙度可達(dá)到0.8。鋼球在鋼制保持架滾道上作往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)的摩擦系數(shù)大大小于塑料保持架，不但延長(zhǎng)了使用壽命同時(shí)也能長(zhǎng)時(shí)間保持產(chǎn)品精度公差。


圖1～6為不銹鋼軸承套圈加工流程圖，A為軸向剖視，B為徑向剖視。
圖7～13為不銹鋼保持架片子加工流程圖，A為俯視，B為縱向剖視。
圖14為不銹鋼直線軸承結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
不銹鋼套圈制造方法不銹鋼軸承套圈的加工流程如圖1～6所示，不銹鋼軸承套圈采用9Gr18是含高碳高鉻馬氏體型不銹鋼，它性能主要是機(jī)械強(qiáng)度大，通過高溫?zé)崽幚碛捕瓤蛇_(dá)HRC60℃以上，同時(shí)該不銹鋼與其它不銹鋼一樣有耐酸、耐堿、耐高濕度。可在高溫度和有水環(huán)境中工作，不銹蝕、不腐蝕，而且價(jià)格比其它不銹鋼便宜40％。但該不銹鋼切削加工難度大，目前市場(chǎng)上供貨的只有不銹鋼棒材或管材，現(xiàn)以不銹鋼管材為例說明不銹鋼軸承套圈的制造方法。對(duì)管材落料套圈坯料進(jìn)行內(nèi)外徑余量切削，對(duì)其它工作面按實(shí)際公差要求進(jìn)行加工，先對(duì)套圈坯料內(nèi)壁進(jìn)行車削產(chǎn)生半徑為R1的小內(nèi)凹圓弧面，再對(duì)內(nèi)壁兩端面車削向外傾斜10～15度的斜坡，再由特制拉刀在拉床上對(duì)套圈內(nèi)壁拉制若干個(gè)半徑為R2的內(nèi)凹大圓弧面，拉制的個(gè)數(shù)由管徑大小而定，一般4～6個(gè)。
在軸承套圈內(nèi)壁拉刀拉制內(nèi)凹圓弧面的公差精度比較重要，因此拉刀采用高速工具鋼9w18Cr4v，該材料具有淬火后硬度高可達(dá)HRC67℃，而且有抗震性能和耐切削性能都比其它工具鋼要強(qiáng)。拉刀屬于花鍵型拉刀，根據(jù)該類拉刀長(zhǎng)度與直徑比總長(zhǎng)在30D左右，再加上工件比一般產(chǎn)品長(zhǎng)，又不易切削，精度要求高，因此總長(zhǎng)又要增加5～10D左右，這樣才能保證內(nèi)凹圓弧面精度要求。大內(nèi)凹圓弧面拉削精度為IT7～I(xiàn)T8，表面粗糙度1.6。小內(nèi)凹圓弧面精度為IT6～I(xiàn)T7，需經(jīng)精密球面磨床磨光，表面粗糙度達(dá)到0.8，同時(shí)拉床選擇精度較高的40T液壓拉床設(shè)備。
然后經(jīng)高溫?zé)崽幚恚慊饻囟葹?000～1050℃，再經(jīng)200℃保溫回火，通過熱處理后整體硬度可達(dá)到HRC60℃以上，基本達(dá)到軸承鋼熱處理硬度要求，熱處理后的不銹鋼套圈通過內(nèi)磨、外磨平面磨床對(duì)套圈內(nèi)外兩端面進(jìn)行粗精磨削，加工成合格套圈。
不銹鋼保持架片子制作方法不銹鋼保持架片子如圖7～13所示，片子2中間為橢圓形鋼珠滾道3，此滾道由半個(gè)橢圓形開口的滾珠槽和半個(gè)橢圓滾道溝對(duì)接組成，片子兩端中間設(shè)有與套圈固定的定位缺口10。
不銹鋼保持架片子是不銹鋼直線軸承的主要部件。它不但對(duì)軸承鋼珠運(yùn)動(dòng)時(shí)起保持作用，還有鋼珠與保持架滾道直接接觸，在進(jìn)行直線循環(huán)往復(fù)運(yùn)行工作中擔(dān)負(fù)支撐和暢通無(wú)阻滯運(yùn)行，如果保持架上的鋼珠滾槽寬度超過公差范圍鋼珠在運(yùn)行中就要掉鋼珠，如果公差過小在運(yùn)行中會(huì)發(fā)生阻滯現(xiàn)象，因此保證保持架精度是保證軸承直線運(yùn)行良好的可靠保證。
為使不銹鋼保持架結(jié)構(gòu)達(dá)到公差精度要求，由專用特定模具在不同沖壓機(jī)床上進(jìn)行流水作業(yè)，具體采用無(wú)切削沖壓方法加工制造，包括以下步驟，參看圖7～13所示a、采用不銹鋼冷軋板材在模具里，用J23-6沖壓機(jī)床沖壓出留有余量的保持架片子坯料，圖7所示；b、將上道落下片子放到拉伸模具里，用J23-6沖壓機(jī)床沖壓出中間凹槽，圖8所示；c、將沖壓出中間凹槽片子的另一面放到高精拉伸模具里，在CAF-10精密沖壓機(jī)床上沖壓拉伸滾道3，精度保持IT6～I(xiàn)T7水平，圖9所示；d、將經(jīng)過滾道拉伸的片子對(duì)滾道一邊沖壓開口的滾珠槽4，由專用模具在CAF-10精密沖壓機(jī)床上進(jìn)行開口槽沖壓，精度公差在IT6～I(xiàn)T7級(jí)，圖10所示；e、對(duì)滾道和滾珠槽已成型的片子兩端沖壓定位口，在J23-6沖壓機(jī)床上對(duì)片子兩端開定位口，圖11所示；f、把經(jīng)上工序處理的片子放在精密整形模具上，用精密CAT-6沖壓機(jī)床進(jìn)行精密整形，通過整形的滾道精度達(dá)到IT6級(jí)左右，圖12所示；g、經(jīng)精密整形過的片子放在J23-6沖壓床上進(jìn)行四周切邊，切去余量部分；h、最后把沖壓合格的保持架片子，放到GST型震動(dòng)拋光機(jī)上采用微小研磨粒和研磨液進(jìn)行修邊去毛，每片經(jīng)30～40分鐘拋研達(dá)到整片無(wú)毛刺，表面粗糙度達(dá)到0.8左右，圖13所示。
上述工藝過程中，重點(diǎn)關(guān)注加工精度和表面粗糙度，因不銹鋼冷軋板材在機(jī)械強(qiáng)度、加工難度等原遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通冷軋板材，對(duì)拉伸成型公差精度要求又高，因此對(duì)拉伸成型等各類模具選用耐磨性、沖擊性，較強(qiáng)的G20牌號(hào)的硬質(zhì)合金材料制作，而這些合金材料硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通模具材料，因此在制作中經(jīng)工藝論證，在通用制作基礎(chǔ)上對(duì)特殊關(guān)鍵模具應(yīng)作進(jìn)一步精修正。拉伸模具精度達(dá)到IT5級(jí)粗糙度達(dá)到0.2左右。模具可靠性有保證，既達(dá)到提高使用壽命又使沖壓出的工件質(zhì)量在設(shè)計(jì)要求的公差精度范圍內(nèi)。沖壓機(jī)床根據(jù)產(chǎn)品工序要求合理選擇，特別是鋼球滾道加工的主要工序?yàn)槔旃ば?，?yīng)選用精密沖壓機(jī)床與精密模具相結(jié)合，保證工序另件形位公差達(dá)到精度要求，從而使保持架的整體公差精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。
不銹鋼直線軸承的各配件準(zhǔn)備到位，即可對(duì)其進(jìn)行組裝，工藝過程如下首先把加工成型的不銹鋼套圈，不銹鋼保持架片子進(jìn)行清洗潔凈處理，并對(duì)分選分級(jí)后套圈與各規(guī)格相配的鋼球擺放在同一位置便于裝配。
不銹鋼保持架是長(zhǎng)方形片子，因此在組裝中有特定組裝工藝，參看圖14，先把片子2一片一片扦入套圈1內(nèi)，在與套圈配合前，每片子裝滿鋼珠6，再把片子連鋼珠扦入套圈內(nèi)，扦入時(shí)片子上滾球槽4應(yīng)對(duì)準(zhǔn)套圈內(nèi)凸起的小圓弧面，使鋼珠6在套圈凸起工作面5上與保持架長(zhǎng)形滾球槽4對(duì)齊，并專用小鑷子把片子固定在套圈內(nèi)壁上，待片子全部裝入套圈內(nèi)壁后再用定制圓弧卡環(huán)7將保持架與套圈固定牢靠。
兩端面防塵蓋采用專用夾具將不銹鋼防塵蓋8固定扣牢在套圈兩端。
把組裝成品采用標(biāo)準(zhǔn)止通規(guī)和靈活心棒對(duì)成品進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收，去除不合格品對(duì)阻滯不靈活產(chǎn)品進(jìn)行微調(diào)整或修整，最終達(dá)到100％合格成品。
權(quán)利要求
1.全不銹鋼直線軸承的制造方法，包括以下步驟a、不銹鋼軸承套圈先以不銹鋼圓管經(jīng)切割成圓管狀坯料，然后車削出軸向內(nèi)凹大圓弧面與軸向突起的小內(nèi)凹圓弧面相間的圓管內(nèi)壁面，經(jīng)熱處理后再進(jìn)行粗精磨，制成軸承套圈；b、不銹鋼保持架采用不銹鋼冷軋板，用沖壓模具在沖床上沖壓出保持架坯片，經(jīng)沖壓中間凹槽，拉伸滾道，沖壓滾珠槽，切外邊口和精密整形，制成不銹鋼保持架片子；c、對(duì)外協(xié)作件不銹鋼滾珠、徑向卡環(huán)和防塵蓋進(jìn)行精度公差檢驗(yàn)，去除不合格品；d、將上述經(jīng)檢驗(yàn)合格的不銹鋼套圈、不銹鋼保持架片子、不銹鋼滾珠、徑向卡環(huán)和防塵蓋用專用工夾具組裝成不銹鋼直線軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全不銹鋼直線軸承的制造方法，其特征在于對(duì)圓管狀坯料內(nèi)壁進(jìn)行車削產(chǎn)生半徑為R1的小內(nèi)凹圓弧面，再對(duì)內(nèi)壁兩端面車削向外傾斜10～15度的斜坡，再由特制拉刀在拉床上對(duì)套圈內(nèi)壁拉制若干個(gè)半徑為R2的內(nèi)凹大圓弧面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全不銹鋼直線軸承的制造方法，其特征在于套圈熱處理的淬火溫度為1000～1050℃，再經(jīng)200℃保溫回火，通過熱處理后整體硬度可達(dá)到HRC60℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全不銹鋼直線軸承的制造方法，其特征在于將經(jīng)過滾道拉伸的不銹鋼保持架片子由專用模具在精密沖壓機(jī)床上進(jìn)行沖壓開口的滾珠槽，精度公差在IT6～I(xiàn)T7級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全不銹鋼直線軸承的制造方法，其特征在于對(duì)不銹鋼保持架片子，經(jīng)精密整形后放到震動(dòng)拋光機(jī)上采用微小研磨粒和研磨液進(jìn)行修邊去毛，每片經(jīng)30～40分鐘拋研達(dá)到整片無(wú)毛刺，表面粗糙度達(dá)到0.8。
全文摘要
全不銹鋼直線軸承的制造方法，包括以下步驟不銹鋼軸承套圈先以不銹鋼圓管經(jīng)切割成圓管狀坯料，然后車削出軸向內(nèi)凹大圓弧面與軸向突起的小內(nèi)凹圓弧面相間的圓管內(nèi)壁面，經(jīng)熱處理后再進(jìn)行粗精磨，制成軸承套圈；不銹鋼保持架采用不銹鋼冷軋板，用沖壓模具在沖床上沖壓出保持架坯片，經(jīng)沖壓中間凹槽，拉伸滾道，沖壓滾珠槽，切外邊口和精密整形，制成不銹鋼保持架片子。軸承套圈和保持架采用不銹鋼具有機(jī)械強(qiáng)度大，加工精度高，表面光潔度好的優(yōu)點(diǎn)。鋼球在鋼制保持架滾道上作往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)的摩擦系數(shù)小，延長(zhǎng)使用壽命，也能長(zhǎng)時(shí)間保持產(chǎn)品精度公差。在長(zhǎng)時(shí)期的惡劣環(huán)境中不腐蝕，不影響產(chǎn)品公差精度。
文檔編號(hào)F16C29/06GK101092989SQ20071006989
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月4日
發(fā)明者鄭世良, 梅雪成 申請(qǐng)人:寧波恒力汽配軸承有限公司