万向节轴承外圈制备方法及该方法中采用的轴承外圈模具技术

本发明专利技术涉及轴承制备方法，特别涉及万向节轴承外圈制备方法及该方法中采用的轴承外圈模具。本发明专利技术是通过以下技术方案得以实现的：万向节轴承外圈的制备方法，它依次包括以下步骤：（１）下料；（２）磷化；（３）变薄拉伸；（４）车边；（５）底部处理；（６）再次车边；（７）热处理。上述万向节轴承外圈的制备方法材料利用率高，且应用此方法制备的万向节轴承外圈具有承载能力强的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轴承制备方法，特别涉及万向节轴承外圈制备方法及该方法中采用的 轴承外圈模具。
技术介绍
现有万向节轴承外圈的制备方法多采用热锻方法，如中国专利号为 200810061801. 3的专利技术所公开的“轴承套圈的制造工艺”，其采取的技术如下依次包括棒 料、热锻、退火、车削加工、热处理及磨削加工，然而利用此种技术方案其材料利用率低下， 往往仅有40%左右，且制得的轴承套圈承载能力低，常常出现轴承外圈开口裂开及脱底的 现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种万向节轴承外圈的制备方法，其材料利用率高，且制得 的万向节轴承外圈的承载能力强，解决了
技术介绍
的不足。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的万向节轴承外圈的制备 方法，它依次包括以下步骤(1)下料将圆饼状原料通过冲床制得碗状坯料；(2)磷化对碗状坯料进行磷化处理；(3)变薄拉伸将经步骤(2)磷化获得的碗状坯料利用型腔呈阶梯状的轴承外圈模具 在液压式冲床上冲压成粗成品；(4)车边对上述粗成品进行车削加工，控制边壁的高度；(5)底部处理利用液压式冲床对经步骤(4)获得的粗成品进行至少两次打底；(6)再次车边对经步骤(5)获得的粗成品的开口边缘进行车边；(7)热处理在网袋炉或连续炉中对粗成品进行热处理。本专利技术所采用的圆饼状原料的材质为低碳合金钢钢板，如12_20Cr低碳铬钼合金 钢，15-20Mn低碳合金钢。作为本专利技术的优选，所述步骤(1)中的碗状坯料由圆饼状原料经机械式冲床冲压 而成。作为本专利技术的优选，所述步骤(5)底部处理为第一次打底采用液压式冲床将经 步骤(4)车边获得的粗成品的底面边缘的弧度进行修整；第二次打底采用液压式冲床将已 经第一次打底的粗成品的底面进行修整，使底面向内凹进。第二次打底是为了保证底壁厚度的要求，同时底面向内凹进的结构也增加了产品 的强度，使该产品不易变形及脱底。作为本专利技术的优选，所述步骤(7)热处理之后还具有步骤(8)整形及窜光。本专利技术还提供一种上述步骤(3)变薄拉伸中采用的型腔呈阶梯状的轴承外圈模 具，该轴承外圈模具至少分为两层，每一层都具有一个分型腔，每个分型腔的形状相同，沿冲压方向，上一分型腔的最小尺寸较下一分型腔的最小尺寸大，且每层的分型腔的中轴线重合。层与层之间的分界面为分型腔之间的分界面；所述的阶梯状是指沿冲压方向，上 一分型腔的最小尺寸较下一分型腔的最小尺寸大；由于该轴承模具至少分为两层，且型腔 呈阶梯状，因此，碗状坯料在被冲压过程中，其边壁的厚度并非一次形成，而是沿冲压方向， 每经过一个分型腔便相应变薄，直至经最后一个分型腔成形，从而减少了冲压过程中，轴承 外圈模具所承受的膨胀力，因此，降低了轴承外圈模具的损耗。作为本专利技术的优选，该轴承外圈模具分为三层。作为本专利技术的优选，每个分型腔沿冲压方式依次设有导向段、工作段、竖直段及过 应缓冲段；沿冲压方向，上一分型腔竖直段的尺寸位于下一分型腔导向段的最大尺寸与最 小尺寸之间。每个分型腔竖直段的尺寸为该分型腔的最小尺寸；作为碗状坯料在被冲压过程中 至少经两次导向，从而保证了产品的同心度；同心度的保证有利于该产品与其它部件之间 的配合；且万向节轴承外圈在使用过程中处于高速转动状态，如果同心度不高，该万向节轴 承外圈在使用中易颤动，则磨损加大，使用寿命降低；导向段主要是校正碗状坯料的位置， 以确保最终产品的同心度；工作段主要是拉伸碗状坯料的边壁，使其变薄，以进竖直段；过 应缓冲段主要是释放碗状坯料在被冲压时产生的过应力，以减少冲压过程中对轴承外圈模 具的冲击；工作段在此也具有导向的作用，进一步保证产品的同心度。作为本专利技术的优选，该轴承外圈模具分为外模及内模，所述型腔设于内模中，所述 外模包围内模，外模与内模之间过盈配合。由于冲压过程中，内模边壁的受力巨大，而易裂开，外模的设置则有效地提高了该 轴承外圈模具的承载能力。作为本专利技术的优选，所述外模的材质为碳素钢，所述内模的材质为钨钢。钨钢属于硬质合金，又称之为钨钛合金，硬度可以达到HRB89至95，因此，该轴承 外圈模具具有较高的耐磨损性，提高了模具的使用寿命。综上所述，本专利技术具有以下有益效果1、由于本专利技术制备的万向节轴承外圈是由原料通过步骤(3)变薄拉伸直接冲压而成， 因此，轴承外圈的滚道不经过任何机加工，滚道表面与采用
技术介绍
制得的轴承外圈的滚 道表面相比，组织更加致密，且表面存在着压应力，从而，大大提高了该轴承外圈的磨损及 疲劳寿命，也因此，经实验证明，在规格相同的情况下，采用本专利技术制备的轴承外圈的承载 能力至少比采用
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制备的轴承外圈增加20%，有效避免了开口裂开及脱底的现象；2、本专利技术制备的万向节轴承外圈是由原料通过步骤(3)变薄拉伸直接冲压而成，不需 要加热锻造和机加工，因此，相比
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工序流程短，也显然降低了能耗；此外，由于本发 明制备的轴承外圈没有因机加工产生的退刀槽，因此，具有良好的金属流向，使该轴承外圈 的应力分配更加合理，也因此，该轴承外圈的边壁可以比采用
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制备的轴承外圈的 边壁更薄，且不需要留加工余量，因此，本专利技术的原料利用率达80%以上，相比
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节 约50%以上。4附图说明图1是实施例步骤(1)中碗状坯料的示意图； 图2是实施例中经步骤(3)获得的粗成品的示意图； 图3是实施例中经步骤(4)获得的粗成品的示意图4是实施例中经步骤(5)第二次打底获得的粗成品的示意图； 图5是实施例中经步骤(6)获得的粗成品的示意图； 图6是实施例中轴承外圈模具的剖示图。图中，11、外模，12、内模，121、分型腔，1211、导向段，1212、工作段，1213、竖直段， 1214、过应缓冲段。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人 员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本 专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例万向节轴承外圈的制备方法，它依次包括以下步骤(1)下料将圆饼状原料通过机械式冲床制得的碗状坯料，碗状坯料如图1所示，可见 其开口、底面及边壁均有不平整之处；(2)磷化使碗状坯料表面获得一层不溶于水的磷酸盐薄膜；(3)变薄拉伸将经步骤(2)磷化获得的碗状坯料利用型腔呈阶梯状的轴承外圈模具 在液压式冲床上冲压成粗成品，该粗成品如图2所示，其边壁及底面较图1所示碗状坯料平 整，但开口处仍不平整；(4)车边对粗成品进行车削加工，控制粗成品边壁的高度，边壁的高度必须合理控制， 太高可能会导致在下一道打底工序中挤破打底模具，太短则会使产品的规格尺寸不符要 求，车边后的粗成品如图3所示，开口处也已平整；(5)打底利用液压式冲床对经步骤(4)获得的粗成品至少进行两次打底，第一次打底 采用液压式冲床将经步骤(4)车边获得的粗成品的底面边缘的弧度进行修整；第二次打底 采用液压式冲床将已经第一次打底的粗成品的底面进行修整，使底面向内凹进，第二次打 底后的粗成品如图4所示；也可再进行第三次打底以使产品精度更高；(6)再次车边对经步骤(5)获得的粗成品的开口边缘进行翻边处理，翻边处理主要是 为了符合产品的工艺要求，翻边处理后的粗成品如图5所示；(7)热处理在网袋炉或连续炉中对本文档来自技高网...

【技术保护点】
万向节轴承外圈的制备方法，其特征在于，它依次包括以下步骤：（１）下料：将圆饼状原料通过冲床制得的碗状坯料；（２）磷化：对碗状坯料进行磷化处理；（３）变薄拉伸：将经步骤（２）磷化获得的碗状坯料利用型腔呈阶梯状的轴承外圈模具在液压式冲床上冲压成粗成品；（４）车边：对粗成品进行车削加工，控制粗成品边壁的高度；（５）底部处理：利用液压式冲床对经步骤（４）获得的粗成品进行至少两次打底；（６）再次车边：对经步骤（５）获得的粗成品的开口边缘进行车边；（７）热处理：在网袋炉或连续炉中对粗成品进行热处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马建枝，秦兰英，
申请(专利权)人：湖州欧亚轴承配件厂，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]