一种轴承圈的加工方法与流程

本发明涉及轴承圈领域，具体涉及一种轴承圈的加工方法。

背景技术：

摆辗成形对于环形轴承材料成形加工方面，国内轴承一般采用热锻成形，金属容易氧化，产品加工余量大，材料利用率低，成本高。产品通过热锻后金相组织差，材料致密度不好，金属流线不连贯等缺点，对产品质量有隐患。加工时需要对模具和工件进行去氧化皮处理，否则工件引起烧损和加速模具损耗，降低摆辗件的表面光洁度和尺寸精度，氧化皮使钢材表面层的碳合金含量减少，降低钢材的表面性能。

技术实现要素：

本发明提供一种轴承圈的加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种轴承圈的加工方法，包括以下步骤：

s1、定义毛坯体积；

s2、将管材切割得到步骤s1中所定义的毛坯，并进行车削粗加工，得到圆环；

s3、将步骤s2得到的圆环进行热处理；

s4、将步骤s3处理后的圆环作磷化-皂化处理；

s5、对步骤s4处理后的圆环进行润滑处理；

s6、对步骤s5处理后的圆环进行冷摆辗加工，将所述圆环放入冷摆辗模具下模型腔中，利用摆辗上模中心轴绕下模型腔中心轴倾斜公转，同时摆辗上模自转，摆辗上模下端与圆环接触，对圆环进行挤压直至圆环变形充满模具型腔；

s7、对步骤s6得到的成形件进行冲压，去除飞边；

s8、对步骤s7得到的成形件进行精磨，得到轴承圈。

通过上述技术方案，冷摆辗得到的轴承圈通过金属流动后表面光洁度较好、高致密度、拥有轴承滚道构造的轴承内、外环。

优选地，步骤s3所述的热处理为等温球化退火，温度为780℃-810℃。

通过上述技术方案，和普通球化退火相比，等温球化退火不仅可缩短周期，而且可使球化组织均匀，并能严格地控制退火后的硬度。

优选地，所述步骤s5里润滑处理包括对圆环进行研磨和表面涂抹二硫化钼粉。

通过上述技术方案，研磨和加二硫化钼粉可以同时进行，也可以先研磨后涂抹二硫化钼粉，这样通过研磨可以使二硫化钼粉更好的附在圆环表面的微孔结构中，润滑效果更好，进而使得加工的圆环与摆辗模接触所受的压力更均匀。

优选地，步骤s6冷摆辗模具采用高碳高铬高耐磨钢ld，对具有淬硬性的gcr15坯料进行摆辗。

通过上述技术方案，冷摆辗模具具有高强度，对坯料淬硬性实现冷作硬化，使得加工件具有更好的机械性能。

优选地，步骤s6中所述摆辗上模下端为边缘倒斜角的圆柱体，上模下端的倒角面与轴承圈接触，且上模不停的绕上模中心轴进行自转。

通过上述技术方案，摆辗上模与圆环为线接触，加工方式为线加工，且摆辗上模与圆环接触的部位是不停变化的，这种加工方式可以使工件材料表面的接触压力低，可以提高摆辗件的表面光洁度和尺寸精度以及钢材的表面性能。

优选地，步骤s6中冷摆辗加工的温度为10～30℃。

通过上述技术方案，冷摆辗加工的温度为常温，节约能耗，无污染，可以使轴承内、外圈加工省掉去氧化皮步骤从而提高生产效率，同时常温下加工的轴承圈具有更好的致密度，提高了机械性能。

一种用于轴承圈加工的冷摆辗模具，包括上模和下模，所述下模的型腔为锥环形槽，且所述锥环形槽底部靠近外圈的一侧还设置有向下凹的第二环形槽。

通过上述技术方案，摆辗下模具结构简单，利用上模将加工件压入环形型腔中，使得成型件直接拥有了轴承圈的形状，省去了一些轴承内、外环的切削加工，获得的轴承圈强度更好。

优选地，所述上模的下端为圆柱体，所述圆柱体下端边缘设置有倒角锥面。

通过上述技术方案，当上模倾斜时，可以使得倒角锥面与圆环坯料接触，形成线接触，从而对圆环坯料上下压，使得坯料变形。

本发明的技术方案，相比现有技术，所产生的有益效果如下：

本发明的轴承圈的加工方法通过摆辗成形将材料的表面与模具的表面采取线接触的方式进行加工，这种加工方式可以使工件材料表面的接触压力低，可以提高轴承圈的表面光洁度和尺寸精度以及钢材的表面性能。加工前坯料是选用的普通圆管材，冷摆辗成形加工通过金属流动后表面光洁度较好、高致密度、拥有轴承滚道构造的轴承内、外环。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的一种轴承圈的加工方法的流程图；

图2是本发明的一种用于轴承圈加工的冷摆辗模具的加工前的结构示意图；

图3是本发明的一种用于轴承圈加工的冷摆辗模具的加工后的结构示意图；

附图1、图2和图3中，各标记所代表的结构列表如下：

1、上模，11、倒角锥面，2、下模，21、锥环形槽，22、第二环形槽，3、圆环坯料，4、轴承圈。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明的轴承圈的加工方法，包括以下步骤：

s1、定义毛坯体积，在电脑中画出图纸，仿真分析模拟的结果，从而得到毛坯体积；

s2、将管材放置在锯床gz4232上进行切割得到步骤s1中所定义的毛坯，然后将得到的圆环放入车床上，用车刀片光掉圆环的毛刺；

s3、将步骤s2得到的圆环放入真空井式退火炉内，加热炉中按照标准对gcr15进行等温球化退火，加热温度为780～810℃，以获得金相组织；

s4、将步骤s3处理后的圆环放入磷化-皂化池内，圆环表面反应出现灰色的磷酸盐被膜，磷酸盐被膜是有塑性的，可以和圆环钢材一起变形；

s5、对步骤s4处理后的圆环进行润滑处理，包括研磨和表面涂抹二硫化钼粉，粘磨和加二硫化钼粉可以同时进行，也可以先研磨后涂抹二硫化钼粉。

s6、对步骤s5处理后的圆环进行冷摆辗加工，将所述圆环放入冷摆辗模具下模型腔中，常温下利用摆辗上模中心轴绕下模型腔中心轴倾斜公转，同时摆辗上模自转，摆辗上模下端与圆环接触，对圆环进行摆辗直至圆环变形充满模具型腔；

s7、对步骤s6得到的成形件放入冲床内进行冲压，去除飞边；

s8、对步骤s7得到的成形件放到磨床上进行精磨，磨去飞边剩下的毛刺，得到最终的轴承圈。

具体的，步骤s6中，冷摆辗模具采用高碳高铬高耐磨钢ld，使模具具有更好的强度，对坯料淬硬性gcr15进行摆辗，使得轴承圈具有更好的机械性能。且常温下进行冷摆辗，常温一般是指10～30℃。

进一步的，在以上步骤s6中所使用的冷摆辗模具如图2和图3所示，包括上模1和下模2，上模1下端为圆柱体，且圆柱体底部边缘有一圈倒角锥面11，下模2内设有一模具型腔，型腔为锥环形槽21，锥环形槽21的底部靠外圈的一侧设置有凹下去更深的第二环形槽22。

使用时，圆环坯料3放入锥环形槽21顶面上，调整上模1，使得上模1的中心轴与竖直方向呈γ角，γ角一般为1度左右，将上模1的倒角锥面11紧贴圆环坯料3的上方，上模1绕下模2的中心轴转动，同时在前进转动过程中，上模1绕自身的中心轴自转，这样上模1每次与圆环坯料3接触的面都是变化着的，摆辗上模的中心轴绕下模中心轴倾斜公转得到拥有进动所形成的圆形轨迹和下模将坯料向上工进的直线轨迹共同作用使坯料金属流动充满型腔得到工件之后下模回到原点，顶杆向上顶取出工件，冷摆辗完毕后，得到的如图3所示的轴承圈4，轴承圈4充满整个锥环形槽21，拥有轴承内、外环结构。摆辗成形将材料的表面与模具的表面采取线接触的方式进行加工，这种加工方式可以使工件材料表面的接触压力低，可以提高摆辗件的表面光洁度和尺寸精度以及钢材的表面性能。

尽管己经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情況下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。