專利名稱：鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保護(hù)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸承加工技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲 碳保護(hù)工藝。
背景技術(shù)：
滲碳是為了提高工作表層的含碳量，并在其中形成一定的含碳量梯度，將工件置 于滲碳介質(zhì)中加熱、保溫，使碳原子滲入到滲碳鋼的鋼表面層的過(guò)程，也是使低碳鋼的工件 具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過(guò)淬火和 低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工 件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性，使工件能承受沖擊載荷。滲碳后的工件 由于表面硬度和耐磨性的改變，給后序的加工帶來(lái)了困難，所以滲碳過(guò)程中通常采取有選 擇性的滲碳，對(duì)不需要滲碳的部分進(jìn)行滲碳保護(hù)，普通軸承采用的滲碳保護(hù)方法有以下兩 種1.如鍍銅保護(hù)，是將軸承零件不需要滲碳層的表面一次車削加工到磨削加工前尺 寸，需要滲碳層的表面則預(yù)留一定的留量，然后軸承零件整體鍍銅。鍍銅后將需要滲碳層的 表面鍍銅層車去且精加工到磨削加工前尺寸，然后軸承零件進(jìn)入滲碳工序。滲碳時(shí)不需要 滲碳層的表面依靠鍍銅層防止碳元素的滲入，而需要滲碳層的表面則可以使碳元素充分的 滲入，從而達(dá)到滲碳保護(hù)的目的。其優(yōu)點(diǎn)是提高材料的利用率，降低機(jī)加工成本，但缺點(diǎn)是 效率低，鍍銅層厚度不易保證，影響后工序各表面的加工精度滾道加工時(shí)的位置精度。2.加留量保護(hù)加留量保護(hù)是根據(jù)滲碳工藝的特性，軸承零件滲碳前依據(jù)成品零 件滲碳表面滲碳層的深度計(jì)算出不需要滲碳層的表面應(yīng)預(yù)留的加工留量，在軸承零件滲碳 后把不需要滲碳層的表面滲碳層車去，達(dá)到滲碳保護(hù)的目的。其缺點(diǎn)是材料損耗大，大部分 表面需要兩次車削，增加了機(jī)加工成本，對(duì)個(gè)別材料更為特殊的零件，滲碳后硬度高，加工 困難，大大增加了刀具成本。目前，國(guó)內(nèi)軸承行業(yè)較為尖端的鼠籠彈支結(jié)構(gòu)軸承是航空發(fā)動(dòng)機(jī)采用的配套軸 承，具有體積小，結(jié)構(gòu)特殊，精度高等特點(diǎn)，外圈鼠籠彈支結(jié)構(gòu)尤為復(fù)雜(如圖1套圈外形)， 圓周方向均勻分布有10個(gè)長(zhǎng)35士0. 05，寬為3. 47士0. 03的彈支梁，且梁的截面兩端平行， 槽為扇形結(jié)構(gòu)，零件屬于薄壁件極易變形，且精度很難保證，考慮到熱處理變形，鼠籠彈支 結(jié)構(gòu)需在熱處理淬火后加工，且除滾道外其它加工表面硬度不能太高。綜合這些特點(diǎn)軸承 材料選用性能特殊的高溫滲碳鋼，在熱處理過(guò)程中只對(duì)滾道表面進(jìn)行滲碳處理，其余表面 不保留滲碳層，因此滲碳時(shí)對(duì)非滾道表面需進(jìn)行特殊的滲碳保護(hù)。采用現(xiàn)有軸承外圈的加 工方法難以保證技術(shù)要求。如只采用鍍銅層保護(hù)的方法，非滾道表面鍍銅層厚度不易保證， 影響零件加工精度，難以達(dá)到零件技術(shù)要求；鼠籠彈支結(jié)構(gòu)軸承屬于薄壁件，如只采取加留 量保護(hù)的方法，零件非滾道表面留量變大，滲碳后零件表面硬度有所增高，使零件在加工過(guò) 程中產(chǎn)生更大的內(nèi)應(yīng)力，加工困難，且零件極易變形，達(dá)不到零件技術(shù)要求，并且由于鼠籠 彈支軸承材料特殊(材料為G13Cr4Mo4Ni4V)，價(jià)格昂貴，采取加留量保護(hù)的方法造成材料 浪費(fèi)增加生產(chǎn)成本。因此，需要一種全新的滲碳保護(hù)方法在滿足對(duì)零件滲碳保護(hù)的同時(shí)，又能滿足零件精度要求，并且在加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生太大內(nèi)應(yīng)力，減少零件變形。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保 護(hù)工藝，具有材料的利用率高，機(jī)加工成本低，穩(wěn)定可靠，保證滾道加工時(shí)的位置精度。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案所述的鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保護(hù)工藝，是為能保證淬火后外圈鼠 籠彈支結(jié)構(gòu)車加工的順利進(jìn)行，采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護(hù)措施；所述雙重滲碳保護(hù) 工藝如下1.在車加工時(shí)，考慮非滾道表面和滾道表面進(jìn)行加留量保護(hù)預(yù)留的留量，非滾道 表面預(yù)留2mm士0. 05的留量，滾道面預(yù)留0. 5mm士0. 05的留量；然后對(duì)鼠籠彈支軸承外圈進(jìn) 行整體鍍銅保護(hù)；2.在滲碳工序前，車去需要進(jìn)行表面滲碳的軸承鍍銅層，使軸承滾道達(dá)到車工成 品要求的尺寸；3.對(duì)鼠籠彈支軸承外圈進(jìn)行整體滲碳，使?jié)L道表面達(dá)到工藝要求的表面硬度；4.車去非滾道表面滲碳保護(hù)層，加工非滾道表面至精加工尺寸要求，隨后轉(zhuǎn)入下 道工序按正常工序進(jìn)行加工。采取雙重滲碳保護(hù)有以下優(yōu)點(diǎn)1.零件表面采取鍍銅層進(jìn)行保護(hù)，相對(duì)于表面直接采用加留量保護(hù)的方法，鍍銅 層表面厚度小，表面硬度低，在隨后車去滲碳保護(hù)層的過(guò)程中，減小了切削力，降低了零件 內(nèi)應(yīng)了，避免了工件變形。2.由于零件表面采取鍍銅層進(jìn)行滲碳保護(hù)，鍍銅層內(nèi)的留量層預(yù)留量可以減小， 降低了零件材料損耗，降低了加工成本和刀具成本，減小了留量層過(guò)大在去除留量層過(guò)程 中零件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。3.由于零件表面鍍銅層內(nèi)，增加了留量層，去除鍍銅層后可以對(duì)留量層進(jìn)行精加 工，解決了鍍銅層厚度不一，滾道加工精度難以保證這一難題。鍍銅及加留量雙重滲碳保護(hù)的效果驗(yàn)證方法1、檢查有滲碳層的滾道面與非滲碳層表面顏色有明顯差別，滾道面顏色較深呈黑 色，非滾道面呈銀灰色，證明滾道面已經(jīng)充分滲入碳元素，其它表面基本未殘留滲碳層。2、做滲碳層的滾道面與非滲碳層表面的硬度對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)為1)滾道面硬度達(dá)到59 64HRC，2)其它表面硬度在42、8HRC，完全滿足產(chǎn)品的要求。根據(jù)雙重滲碳保護(hù)這一技術(shù)方案，我們進(jìn)行了多次試驗(yàn)和對(duì)比，以下為鍍銅加留 量雙重滲碳保護(hù)和只采用鍍銅層滲碳保護(hù)方法以及只采用加留量滲碳保護(hù)方法的實(shí)際效 果對(duì)比1.在滲碳保護(hù)方面三種滲碳保護(hù)方法在檢查有滲碳層的滾道面與非滲碳層表 面顏色有明顯差別，滾道面顏色較深呈黑色，非滾道面呈銀灰色，證明滾道面已經(jīng)充分滲入 碳元素，其它表面基本未殘留滲碳層。三種方法均起到了滲碳保護(hù)作用。2.表面硬度方面；三種方法做滲碳層的滾道面與非滲碳層表面的硬度對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)為采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護(hù)的方法，滾道面硬度很均勻而且穩(wěn)定能保證在62HRC左右，其它表面硬度應(yīng)在46HRC左右，后序加工很容易完成。如果只采用加留量保護(hù) 和鍍銅保護(hù)一種措施，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)軸承零件滾道表面硬度不夠或是非滾到面硬度過(guò)高等現(xiàn) 象，給后工序加工帶來(lái)很大的困難。由于此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特殊性，選用鍍銅及加留量雙重滲碳 保護(hù)的方法是最安全可靠的，只有在保證了硬度穩(wěn)定性同時(shí)才能順利加工鼠籠彈支梁。3.由于采用了鍍銅及加留量雙重滲碳保護(hù)的方法，非滾道面硬度均勻，且硬度在 46HRC左右，加工彈支梁時(shí)選用一般硬質(zhì)合金刀具，分粗銑和精銑兩遍加工完成，這樣節(jié)省 了加工中心專用刀具的成本，縮短了加工時(shí)間，保證了產(chǎn)品的精度要求。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)雖然三種滲碳保護(hù)方法都能達(dá)到滲碳保護(hù)的目的但是只有采 取鍍銅和加留量雙重保護(hù)的零件能滿足零件精度要求，避免了零件報(bào)廢，是最經(jīng)濟(jì)可靠有 效的滲碳保護(hù)方法。、本發(fā)明鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保護(hù)工藝，根據(jù)此軸承結(jié)構(gòu)性能的特 殊性，工藝編制中經(jīng)過(guò)反復(fù)考慮和多方調(diào)研及試驗(yàn)證明，采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護(hù) 手段互為補(bǔ)充，具有材料的利用率高，機(jī)加工成本低，穩(wěn)定可靠，保證滾道加工時(shí)的位置精 度。更加安全可靠，完全能夠滿足產(chǎn)品的要求。


附圖1鼠籠彈支軸承的套圈外形。附圖2鼠籠彈支軸承的套圈加工過(guò)程圖。圖中；1、彈支梁，2、端面孔，3、滾道。
具體實(shí)施例方式如圖1所示該鼠籠彈支軸承外圈的加工工藝，是在淬火后保證車加工的順利 進(jìn)行，采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護(hù)措施；車加工時(shí)，首先考慮非滾道表面預(yù)留的留量 2mm士0. 05，滲碳工序后車去滲碳層已達(dá)到車工成品要求的尺寸，滾道面適當(dāng)預(yù)留的留量為 0. 5mm士0. 05，并且在鍍銅工序后滲碳工序前精車滾道，來(lái)保證滾道面碳元素的充分滲入。 鼠籠彈支軸承外圈加工工藝的主要工藝流程如下所述一、車加工成形工序后，為保證產(chǎn)品精度安排軟磨外徑、精車內(nèi)徑工序一數(shù)控車床 上精車外內(nèi)徑及內(nèi)徑臺(tái)階一套圈表面鍍銅一精車滾道3 —滲碳一車非滾道面滲碳層一熱 處理、初磨一在加工中心上加工彈支梁1及端面孔2 ；在淬火后，加工鼠籠彈支軸承的彈支 梁及端面孔比較容易，選用一般硬質(zhì)合金刀具就能順利完成加工。本發(fā)明主要涉及鼠籠彈 支軸承外圈加工工藝中的雙重滲碳保護(hù)工藝，對(duì)其它工藝部分不作過(guò)多說(shuō)明。所述套圈表面鍍銅，是已達(dá)到車工成品要求的尺寸，滾道面留有適當(dāng)預(yù)留的留量， 進(jìn)行鍍銅，并且在鍍銅工序后滲碳工序前精車滾道，使?jié)L道面的碳元素充分滲入。所述套圈滲碳為非滾道表面預(yù)留的留量進(jìn)行滲碳；滲碳工序后車去滲碳層。
權(quán)利要求
一種鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保護(hù)工藝，，其特征在于采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護(hù)措施；1)、在車加工時(shí)，考慮非滾道表面和滾道表面進(jìn)行加留量保護(hù)預(yù)留的留量，非滾道表面預(yù)留2mm±0.05的留量，滾道面預(yù)留0.5mm±0.05的留量；然后對(duì)鼠籠彈支軸承外圈進(jìn)行整體鍍銅保護(hù)；2)、在滲碳工序前，車去需要進(jìn)行表面滲碳的軸承鍍銅層，使軸承滾道達(dá)到車工成品要求的尺寸；3)、對(duì)鼠籠彈支軸承外圈進(jìn)行整體滲碳，使?jié)L道表面達(dá)到工藝要求的表面硬度；4)、車去非滾道表面滲碳保護(hù)層，加工非滾道表面至精加工尺寸要求，隨后轉(zhuǎn)入下道工序按正常工序進(jìn)行加工。
全文摘要
本發(fā)明屬于軸承制造技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種鼠籠彈支軸承外圈加工中的雙重滲碳保護(hù)工藝；1)在車加工時(shí)，考慮非滾道表面和滾道表面進(jìn)行加留量保護(hù)預(yù)留的留量；對(duì)鼠籠彈支軸承外圈進(jìn)行整體鍍銅保護(hù)；2)在滲碳工序前，車去需要進(jìn)行表面滲碳的軸承鍍銅層，使軸承滾道達(dá)到車工成品要求的尺寸；3)對(duì)鼠籠彈支軸承外圈進(jìn)行整體滲碳，使?jié)L道表面達(dá)到工藝要求的表面硬度；4)車去非滾道表面滲碳保護(hù)層，加工非滾道表面至精加工尺寸要求，隨后轉(zhuǎn)入下道工序按正常工序進(jìn)行加工。本發(fā)明采用鍍銅及加留量雙重滲碳保護(hù)手段互為補(bǔ)充，材料的利用率高，機(jī)加工成本低，穩(wěn)定可靠，保證滾道加工時(shí)的位置精度。更加安全可靠，完全能夠滿足產(chǎn)品的要求。
文檔編號(hào)C23C8/04GK101812658SQ20091017229
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者劉友國(guó), 吳曉明, 李娜, 李子立, 李萱, 汪洋, 賈峰一, 顧儉 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)Lyc軸承有限公司