專利名稱：全不銹鋼直線軸承制造方法
技術領域：
本發明涉及一種直線軸承制造方法，特別是關于不銹鋼直線軸承的生產加工方法。
背景技術：
普通直線軸承的套圈采用GGr15軸承鋼異型管，經落料后先對套圈內外徑在公差范圍內定位加工，然后對整個套圈進行熱處理，再進行內外徑粗精磨加工，最后達到套圈精度要求。軸承保持架是采用工程塑料由注塑機注塑成圓管形成品，由軸承鋼制各種規格的鋼球及橡膠防塵蓋。在裝配前要對軸承套圈進行級別分選，然后按分選級別裝配成品。由于普通直線軸承不能用在特殊和惡劣環境，特別是在酸性、堿性和高濕度環境使用時，在短時期內軸承套圈內外及鋼球產生銹蝕和腐蝕現象。保持架是工程塑料制成，它在100℃以上溫度中工作要發生變形不能進行經常工作。直線軸承保持架是主要另件，而塑料保持架是塑料注塑機注塑成型產品，未經其它加工，在注塑中加工中對加熱電壓、電流要求很嚴格，而注塑產品都是三班倒，因此在白天與晚上電流和電壓有差異，生產出產品存在一定差異，因此在裝配中質量就很難保證穩定性。另外，塑料保持架機械強度不是很強，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循環摩擦中工作，工作一定時間后滾道表面產生磨損，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的運行壽命。
發明內容
本發明針對普通直線軸承所存在的問題，設計一種全不銹鋼直線軸承的制造方法，使產品具有耐酸、耐堿、耐潮濕和耐高溫的特性，達到提高精度、延長使用壽命，并能與普通直線軸承相互通用的目的。
本發明采用以下技術方案實現上述目標。
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切割成圓管狀坯料，然后車削出軸向內凹大圓弧面與軸向突起的小內凹圓弧面相間的圓管內壁面，經熱處理后再進行粗精磨，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、對外協作件不銹鋼滾珠、徑向卡環和防塵蓋進行精度公差檢驗，去除不合格品；d、將上述經檢驗合格的不銹鋼套圈、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、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，因此機械強度大，經高溫熱處理后硬度能達到HRC60℃以上，并保持其它類型不銹鋼的優良性能，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明的關鍵部件，選用1Gr13不銹鋼冷軋板材，通過各種模具在沖壓機床上逐漸沖壓成型，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床進行沖壓拉伸成型，并進行表面處理，提高機械強度，提高運行效率、延長使用壽命。
本發明針對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℃以上溫度的環境中工作的現狀，為解決以上缺點，并達到與普通直線軸承能互相通用的目的，為此對軸承套圈、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℃范圍中的環境能保持達到使用效果。并在長時期的惡劣環境中不腐蝕，不影響產品公差精度。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械強度大，表面粗糙度可達到0.8。鋼球在鋼制保持架滾道上作往復循環運動的摩擦系數大大小于塑料保持架，不但延長了使用壽命同時也能長時間保持產品精度公差。
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構圖。
具體實施例方式
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，它性能主要是機械強度大，通過高溫熱處理硬度可達HRC60℃以上，同時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境中工作，不銹蝕、不腐蝕，而且價格比其它不銹鋼便宜40％。但該不銹鋼切削加工難度大，目前市場上供貨的只有不銹鋼棒材或管材，現以不銹鋼管材為例說明不銹鋼軸承套圈的制造方法。對管材落料套圈坯料進行內外徑余量切削，對其它工作面按實際公差要求進行加工，先對套圈坯料內壁進行車削產生半徑為R1的小內凹圓弧面，再對內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套圈內壁拉制若干個半徑為R2的內凹大圓弧面，拉制的個數由管徑大小而定，一般4～6個。
在軸承套圈內壁拉刀拉制內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HRC67℃，而且有抗震性能和耐切削性能都比其它工具鋼要強。拉刀屬于花鍵型拉刀，根據該類拉刀長度與直徑比總長在30D左右，再加上工件比一般產品長，又不易切削，精度要求高，因此總長又要增加5～10D左右，這樣才能保證內凹圓弧面精度要求。大內凹圓弧面拉削精度為IT7～IT8，表面粗糙度1.6。小內凹圓弧面精度為IT6～IT7，需經精密球面磨床磨光，表面粗糙度達到0.8，同時拉床選擇精度較高的40T液壓拉床設備。
然后經高溫熱處理，淬火溫度為1000～1050℃，再經200℃保溫回火，通過熱處理后整體硬度可達到HRC60℃以上，基本達到軸承鋼熱處理硬度要求，熱處理后的不銹鋼套圈通過內磨、外磨平面磨床對套圈內外兩端面進行粗精磨削，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，此滾道由半個橢圓形開口的滾珠槽和半個橢圓滾道溝對接組成，片子兩端中間設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。它不但對軸承鋼珠運動時起保持作用，還有鋼珠與保持架滾道直接接觸，在進行直線循環往復運行工作中擔負支撐和暢通無阻滯運行，如果保持架上的鋼珠滾槽寬度超過公差范圍鋼珠在運行中就要掉鋼珠，如果公差過小在運行中會發生阻滯現象，因此保證保持架精度是保證軸承直線運行良好的可靠保證。
為使不銹鋼保持架結構達到公差精度要求，由專用特定模具在不同沖壓機床上進行流水作業，具體采用無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精密沖壓機床上沖壓拉伸滾道3，精度保持IT6～IT7水平，圖9所示；d、將經過滾道拉伸的片子對滾道一邊沖壓開口的滾珠槽4，由專用模具在CAF-10精密沖壓機床上進行開口槽沖壓，精度公差在IT6～IT7級，圖10所示；e、對滾道和滾珠槽已成型的片子兩端沖壓定位口，在J23-6沖壓機床上對片子兩端開定位口，圖11所示；f、把經上工序處理的片子放在精密整形模具上，用精密CAT-6沖壓機床進行精密整形，通過整形的滾道精度達到IT6級左右，圖12所示；g、經精密整形過的片子放在J23-6沖壓床上進行四周切邊，切去余量部分；h、最后把沖壓合格的保持架片子，放到GST型震動拋光機上采用微小研磨粒和研磨液進行修邊去毛，每片經30～40分鐘拋研達到整片無毛刺，表面粗糙度達到0.8左右，圖13所示。
上述工藝過程中，重點關注加工精度和表面粗糙度，因不銹鋼冷軋板材在機械強度、加工難度等原遠遠高于普通冷軋板材，對拉伸成型公差精度要求又高，因此對拉伸成型等各類模具選用耐磨性、沖擊性，較強的G20牌號的硬質合金材料制作，而這些合金材料硬度遠遠高于普通模具材料，因此在制作中經工藝論證，在通用制作基礎上對特殊關鍵模具應作進一步精修正。拉伸模具精度達到IT5級粗糙度達到0.2左右。模具可靠性有保證，既達到提高使用壽命又使沖壓出的工件質量在設計要求的公差精度范圍內。沖壓機床根據產品工序要求合理選擇，特別是鋼球滾道加工的主要工序為拉伸工序，應選用精密沖壓機床與精密模具相結合，保證工序另件形位公差達到精度要求，從而使保持架的整體公差精度達到設計要求范圍內。
不銹鋼直線軸承的各配件準備到位，即可對其進行組裝，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行清洗潔凈處理，并對分選分級后套圈與各規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，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，扦入時片子上滾球槽4應對準套圈內凸起的小圓弧面，使鋼珠6在套圈凸起工作面5上與保持架長形滾球槽4對齊，并專用小鑷子把片子固定在套圈內壁上，待片子全部裝入套圈內壁后再用定制圓弧卡環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。
把組裝成品采用標準止通規和靈活心棒對成品進行檢測驗收，去除不合格品對阻滯不靈活產品進行微調整或修整，最終達到100％合格成品。
權利要求
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切割成圓管狀坯料，然后車削出軸向內凹大圓弧面與軸向突起的小內凹圓弧面相間的圓管內壁面，經熱處理后再進行粗精磨，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、對外協作件不銹鋼滾珠、徑向卡環和防塵蓋進行精度公差檢驗，去除不合格品；d、將上述經檢驗合格的不銹鋼套圈、不銹鋼保持架片子、不銹鋼滾珠、徑向卡環和防塵蓋用專用工夾具組裝成不銹鋼直線軸承。
2.根據權利要求1所述的全不銹鋼直線軸承的制造方法，其特征在于對圓管狀坯料內壁進行車削產生半徑為R1的小內凹圓弧面，再對內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套圈內壁拉制若干個半徑為R2的內凹大圓弧面。
3.根據權利要求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200℃保溫回火，通過熱處理后整體硬度可達到HRC60℃。
4.根據權利要求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床上進行沖壓開口的滾珠槽，精度公差在IT6～IT7級。
5.根據權利要求1所述的全不銹鋼直線軸承的制造方法，其特征在于對不銹鋼保持架片子，經精密整形后放到震動拋光機上采用微小研磨粒和研磨液進行修邊去毛，每片經30～40分鐘拋研達到整片無毛刺，表面粗糙度達到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切割成圓管狀坯料，然后車削出軸向內凹大圓弧面與軸向突起的小內凹圓弧面相間的圓管內壁面，經熱處理后再進行粗精磨，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械強度大，加工精度高，表面光潔度好的優點。鋼球在鋼制保持架滾道上作往復循環運動的摩擦系數小，延長使用壽命，也能長時間保持產品精度公差。在長時期的惡劣環境中不腐蝕，不影響產品公差精度。
文檔編號F16C29/06GK101092989SQ20071006989
公開日2007年12月26日 申請日期2007年7月4日 優先權日2007年7月4日
發明者鄭世良, 梅雪成 申請人:寧波恒力汽配軸承有限公司