轴与法兰连接结构及其加工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种零部件产品及其加工工艺，尤其是一种轴与法兰连接结构及其加工工艺。
【背景技术】
[0002]带法兰的直线轴承是一种直线运动系统，用于无限行程与圆柱轴配合使用，由于承载球与轴呈点接触，故使用载荷小，钢球以极小的摩擦阻力旋转、运动，从而能获得高进度的平稳运动，市面上轴承本体与法兰本体的配合加工方式通常为三种，第一种为轴承本体底部外圆面攻上螺纹，法兰本体中心也开有螺纹孔，利用螺纹配合的方式进行紧固，由于直线轴承的长时间使用会使螺纹连接方式的轴承本体松动，会影响圆柱轴的运动精度；第二种为利用车床直接把轴承本体和法兰本体一体车削成型，这种方式的好处是精度高、牢固度好，缺点是成本太高、加工时间长，生产效率低；第三种为银丝银焊的方式，这种方式日本等发达国家常用，也是目前高端直线轴承应用比较广泛的一种，利用银丝银焊在轴承本体与法兰本体之间的配合处，从而紧固轴承本体与法兰本体，这种方式牢固度较好，精度高，但成本极高、成品率低、加工繁琐、对焊接的加工工艺要求极高。
[0003]中国实用新型专利CN 201013745 Y公开了一种直线轴承法兰，该直线轴承法兰，由直线轴承与法兰组成，直线轴承一端外缘设有外螺纹，法兰盘内设有相应的内螺纹，直线轴承一端外缘的外螺纹与法兰盘内设的内螺纹相配合进行螺纹配合连接，直线轴承一端外螺纹旋进法兰盘内缘的内螺纹中；这种直线轴承与法兰的配合方式，虽然加工方式简单，但是长久使用会造成直线轴承的松动，影响精度。
【发明内容】
[0004]本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种加工方便、成本低、长时间使用不会影响圆柱轴精度的轴与法兰连接结构及其加工工艺，满足了企业加工带法兰的直线轴承时，精度高、效率高、成本低的需求，满足了用户对于直线轴承长时间使用精度依然稳定的需求。
[0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案:这种轴与法兰连接结构，包括轴、及与轴组合成一体的法兰，轴包括一体而成的轴部一、轴部二 ；轴部一的截面大于等于轴部二的截面；轴部一与轴部二相邻处开有沟槽；轴部二的外表面上加工有齿状部，法兰的中心开有插接孔；轴与法兰组合时，轴部二过盈连接于插接孔，使插接孔内壁部分受挤压沿齿状部间隙向上流动形成积压于沟槽内的铆紧部。这里的法兰使用硬度相对偏软，具有一定延伸性的45#钢，而这里使用的轴采用硬度高的Crl5轴承钢；装配时，把法兰放置在安装平台上，利用压力机把轴部二慢慢压入到插接孔中时，齿状部挤压插接孔，插接孔表面上的材料会被挤压到齿状部间隙处、并沿着齿状部间隙向上流动，最后向上流动的材料被积压到沟槽内形成铆接部，这样就可以很好的保证轴能在法兰上被上下限位及旋转限位；这里的齿状部可以竖直插制出，也可以倾斜竖直方向被插制出；这里的轴和法兰，不限形状，圆形、方向、不规格形状均可以。
[0006]进一步完善，插接孔为通孔，轴为带圆形空腔的壳体，轴的空腔底部开有凹槽，凹槽上安装有密封圈一。这里的轴为直线轴承壳体，轴的空腔内安装有保持架，保持架上安装有滚珠，在圆柱轴与滚珠配合时，轴底部的密封圈一可以起到密封圆柱轴，从而有效避免把轴内的润滑油带到圆柱轴的工作区块处。
[0007]进一步完善，插接孔的底部固定有阻挡部。这种插接孔的底部固定有阻挡部的设置，可以很好的起到在插接孔与轴部二过盈配合时，被挤压的法兰材料由于轴部二、阻挡部的阻挡，会使得法兰材料被迫向上流动，从而会有更多的法兰材料被积压流动到沟槽内形成铆接部和流动到齿状部之间的间隙内，使得轴牢牢被固定在法兰插接孔处，限制轴的上下位移和旋转运动。
[0008]进一步完善，阻挡部顶面到法兰顶面之间的深度与轴部一底面和轴部二底面之间的距离大小匹配。这种设置，可以保证轴部二压入到插接孔底部时，一是起到轴部二下压限位的作用，二是起到轴部二上的齿状部挤压插接孔时，法兰材料沿着齿状部间隙往下方向挤压流动受阻，从而把更多的法兰材料通过齿状部间隙向上流动形成积压于沟槽内形成铆紧部，从而固定住轴，并且圆柱轴前后运动时，可以把主受力方由轴，转向阻挡部，从而确保轴固定在法兰处长久运动，精度准确，不松动。
[0009]进一步完善，阻挡部上开有贯穿阻挡部的圆孔，轴为带圆形空腔的壳体，轴的圆形空腔与圆孔同轴设置并且大小匹配，圆孔的侧壁上开有用于安装密封圈的密封槽，密封槽内安装有密封圈二。这种设置，这里的轴为直线轴承壳体，轴的空腔内安装有保持架，保持架上安装有滚珠，在圆柱轴与滚珠配合时，阻挡部上的密封圈二可以起到对圆柱轴的密封作用，从而有效避免把直线轴承内的润滑油被带到圆柱轴的工作区块处，并且这里的密封槽利用车刀由上往下车出密封槽，比起利用切槽刀切出来的凹槽，精度更高，加工更容易。
[0010]进一步完善，轴部二的外表面开有环形凹槽。这种设置，可以把利用轴部二挤压出来的法兰材料流动到环形凹槽内，这样对于轴的上下限位会更加稳固，进一步保证轴与法兰连接结构长时间使用的稳定性。
[0011]进一步完善，轴部二的底部设置有用于导向的倒角一，插接孔的顶部设置有用于导向的倒角二。这种设置，利用压力机把轴部二过盈插接到插接孔处时，倒角一、倒角二起到导向作用，这样更有利于法兰材料的挤压流动，避免由于没有导向作用的倒角一、倒角二而发生轴部二过大挤压力挤压法兰插接孔时，轴部二把插接孔挤压变形的情况发生。
[0012]进一步完善，轴与法兰之间的过盈配合处焊有接焊层。这种设置，可以进一步保证轴与法兰之间的紧固度。
[0013]一种轴与法兰连接结构的加工工艺，其步骤如下:
[0014](I)型材下料:切割下45#钢作为法兰胚料；切割冷拉成型的Cr 15轴承钢钢管作为轴胚料；
[0015](2)车外圆:以轴胚体的内圆作为基准，粗车出轴的轴部一、轴部二的外圆直径；
[0016](3)磨、车外圆:把粗车好的轴放在无心磨床上进行外圆磨削处理；把法兰胚料放在数控车床上进行外圆和上下端面的粗、精车加工；
[0017](4)粗、精加工:以轴部一外圆周面作为基准，对轴的内圆进行粗、精车处理，对轴部一与轴部二之间进行切沟槽处理；以法兰的外圆周面作为基准，对法兰中心的插接孔、圆孔进行粗钻，对粗钻好的插接孔底面进行粗车处理，对插接孔、圆孔的圆周面，插接孔的底面进行精车加工、并用车刀加工出密封槽、并用切槽刀加工出环形凹槽；
[0018](5)端面加工:对轴部二的端面利用数控车床进行倒角一处理，对法兰插接孔端面进行倒角二处理
[0019](6)插齿:利用插齿机对轴部二的外表面进行插齿处理；
[0020](7)粗磨:对轴部二的表面进行粗磨处理；
[0021](8) 一次热处理:对轴进行表面淬火和回火处理，淬火加热到650°C?850°C，保温35分钟后，置于冷却油中，回火加热到150°C?250°C，保温7小时，再自然冷却；
[0022](9)组合:通过压力机慢慢把轴部二过盈压入到插接孔内；
[0023](10) 二次热处理:把组合好的轴与法兰进行表面淬火和回火处理，淬火加热到650°C?850°C，保温35分钟后，置于冷却油中，回火加热到150°C?250°C，保温7小时，去内应力处理，再自然冷却；
[0024](11) 一次精磨:对轴和法兰进行精磨处理，研磨时间0.3h?lh，研磨速度4500rpm ?5500rpm ；
[0025](12)端面修整:利用碗型金刚石砂轮对精磨后的轴和法兰进行端面修整；
[0026](13) 二次精磨:对端面修整的轴和法兰再次进行表面精磨；
[0027](14)组装:把滚珠组件安装到壳体内部，把密封圈二安装到密封槽内；
[0028](15)入库:经综合检验合格后广品入库封存。
[0029]进一步完善，轴部二与法兰之间的配合处进行焊接处理。
[0030]本发明有益的效果是:本发明结构设计巧妙、合理，利用