一种合金钢分离型实体保持架的加工工艺的制作方法

本发明涉及一种轴承保持架的加工工艺，属于机械加工技术领域。

背景技术：

滚动轴承额定转速较高，使用寿命较长，是一类精度较高的轴承，尤其是深沟球轴承是滚动轴承中用途最为广泛的一种类型。保持架作为轴承的主要组成部件之一，对其加工精度的要求也越来越高。特别是对于合金钢分离型实体保持架，其加工工艺直接影响其精度。

现有的合金钢分离型实体保持架的常规工艺流程为：粗车成型→调质→细车成型→钻铆钉孔(普通钻床)→倒铆钉孔角→插销子→打标记→钻孔→铰孔(普通钻床)→磨外径→终车内径→倒角→去毛刺拆销子→铣穴(普通铣床)→倒铆钉孔角→光饰→清洗→终检→镀银→包装；是将加工兜孔工序安排在磨外径工序、终车内径工序之前，此时保持架的内、外径表面不是完整的，而是断续的表面，在磨外径工序时，发现棱面度及椭圆度不好、外径尺寸不稳定；并且在终车内径时存在断续车削的现象，在内径表面围绕兜孔处存在车加工振纹痕迹，导致保持架外观质量不合格，由于断续车削使刀具磨损较快且刀具在加工中很容易产生崩刃现象，所以直接影响内径尺寸的稳定性。出现上述任何一种加工问题，都会导致产品不可修复而报废，造成严重的经济损失，延误交货期。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有的合金钢分离型实体保持架加工工艺存在的保持架外径、内径表面粗糙度不合格，保持架外径及内径加工精度差，保持架内、外径尺寸不稳定的问题，进而提供了一种合金钢分离型实体保持架的加工工艺。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种合金钢分离型实体保持架的加工工艺，步骤如下：

一、车成形：保持架采用锻件或棒料进行投料加工，所述锻件为环形工件，所述棒料为圆筒形工件；

a)采用锻件进行投料加工时，先将工件粗车成形，然后调质处理，最后细车成形，具体方法为：

1、先粗车工件的两端面、内径、外径、倒内外角，粗车后得到的工件尺寸为保持架成品所留的加工余量为：外径留量1.5～1.6mm、内径留量1.1～1.3mm、端面留量0.7～0.8mm，然后对粗车后的工件进行调质处理；

2、使用切断刀对调质处理后的工件进行切断成为对称的两段零件；

3、对调质处理后的两段零件分别进行细车成形操作，对每段零件的细车成形操作具体过程为：细车第一端面、内径及倒内外角，然后细车第二端面、外径及倒内外角，细车成形后得到的每段零件尺寸为保持架成品留加工余量：外径留量0.3～0.4mm、内径留量0.5～0.6mm、第一端面及第二端面共留量0.1～0.15mm；

b)采用棒料进行投料加工时，直接在数控棒料机上将棒料的内径及外径进行细车成形，对细车成形后的棒料工件使用切断刀进行切断使其成为若干段尺寸相等的零件，将切断后的每一段零件均细车两端面，此步骤后所得到的每段零件尺寸为保持架成品留加工余量：外径留量0.3～0.4mm、内径留量0.5～0.6mm、两端面共留量0.1～0.15mm；对棒料机上加工完成后的零件进行调质处理，切断后的任意两段零件均可组合加工为一个分体式保持架；

二、均磨两端面：对步骤一后的每段零件的两端面均采用双端面磨床均磨，此工序的加工余量为0.1mm～0.15mm，加工后零件端面尺寸达到保持架成品端面尺寸；

三、钻铆钉孔：在数控加工中心机床上，将两段尺寸相等的零件拼接在一起，将拼接后的两段零件装夹后，对两段零件进行统一加工，使用钻头钻铆钉孔，钻头的加工方向垂直于两段零件的接触面，然后倒第一铆钉孔角；

四、插销子：手工将销子插入铆钉孔中，将两段零件铆合到一起后成为保持架总体，再对其进行后续外径、内径及兜孔的加工；

五、打标记：使用气动打标机在铆合后的保持架总体上端面上雕刻标记，此标记的具体位置为保持架内径和外径的中心径；

六：磨外径：对步骤五中标记后的保持架总体进行终磨外径加工，加工余量为0.3～0.4mm，此工序将保持架总体外径加工到保持架成品外径尺寸；

七、终车内径及倒角：加工余量为0.5～0.6mm，此工序将保持架总体内径加工到保持架成品内径尺寸；

八、钻铣孔：在数控加工中心上利用合金钢钻头钻兜孔，利用铣刀先对兜孔进行粗加工，再进行精加工，精加工后得到的兜孔尺寸为保持架成品兜孔尺寸；

九：去毛刺、拆销子：利用毛刺刀去除加工过程中产生的毛刺，再将销子拆下，将精加工后的两段零件分开进行进一步的去毛刺处理；

十、铣穴：在拆销子后的保持架总体两端面分别铣铆钉孔穴，铣穴时将两段零件分别装夹，所述铆钉孔穴的中心轴线与铆钉孔的中心轴线重合，所述铆钉孔穴的纵截面为梯形结构；

十一、倒第二铆钉孔角；

十二、光饰；

十三、清洗；

十四、探伤；

十五、终检；

十六、镀银；

十七、包装。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、将加工兜孔的工序(即钻铣孔)安排在磨外径工序、终车内径工序之后完成，此时的外径、内径尺寸已是成品尺寸，加工完兜孔后无需再加工内径、外径表面，避免了内、外径表面断续加工的问题。与现有的加工工艺相比，内径外观质量达到工艺要求并且延长了加工刀具的使用寿命，避免了加工刀具产生崩刃现象，使加工尺寸稳定。并且兜孔的加工基准面永远被保留，没有被破坏，便于后续检测兜孔周向位置度时找到基准加工面，现有的加工工艺流程将兜孔的加工基准面被破坏了，在后续检测兜孔周向位置度时找不到基准加工面，导致兜孔周向位置度不合格，易导致最终该批产品做报废处理。

2、减少了钻、铣孔工序中的加工留量，因保持架内径、外径表面已加工到成品尺寸，大大降低了钻头、铣刀的磨损率，提高了刀具的使用寿命。

3、增加了均磨两平面工序，在一定程度上提高了平面的几何精度和尺寸精度，并且平面是加工兜孔的一个加工基准表面，也是检测兜孔相互差的测量基准面，使兜孔相互差有所提高，兜孔的位置更加准确。

附图说明

图1为铆钉孔加工专用夹具的主剖视示意图；

图2为第一工件座的主剖视示意图；

图3为图2的俯视示意图；

图4为第一盖板的俯视示意图；

图5为铆钉孔穴加工专用夹具的主剖视示意图；

图6为第二工件座的俯视示意图；

图7为图6的A-A向剖视示意图；

图8为第二盖板的俯视示意图；

图9为图8的B-B向剖视示意图；

图10为保持架成品的主剖视示意图；

图11为图10的K向局部示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图11说明本实施方式，本实施方式的一种合金钢分离型实体保持架的加工工艺，步骤如下：

一、车成形：保持架采用锻件或棒料进行投料加工，所述锻件为环形工件，所述棒料为圆筒形工件；

a)采用锻件进行投料加工时，先将工件粗车成形，然后调质处理，最后细车成形，具体方法为：

1、先粗车工件的两端面、内径、外径、倒内外角，粗车后得到的工件尺寸为保持架成品所留的加工余量为：外径留量1.5～1.6mm、内径留量1.1～1.3mm、端面留量0.7～0.8mm，然后对粗车后的工件进行调质处理；

2、使用切断刀对调质处理后的工件进行切断成为对称的两段零件；

3、对调质处理后的两段零件分别进行细车成形操作，对每段零件的细车成形操作具体过程为：细车第一端面、内径及倒内外角，然后细车第二端面、外径及倒内外角，细车成形后得到的每段零件尺寸为保持架成品留加工余量：外径留量0.3～0.4mm、内径留量0.5～0.6mm、第一端面及第二端面共留量0.1～0.15mm；

b)采用棒料进行投料加工时，直接在数控棒料机上将棒料的内径及外径进行细车成形，对细车成形后的棒料工件使用切断刀进行切断使其成为若干段尺寸相等的零件，将切断后的每一段零件均细车两端面，此步骤后所得到的每段零件尺寸为保持架成品留加工余量：外径留量0.3～0.4mm、内径留量0.5～0.6mm、两端面共留量0.1～0.15mm；对棒料机上加工完成后的零件进行调质处理，切断后的任意两段零件均可组合加工为一个分体式保持架；

二、均磨两端面：对步骤一后的每段零件的两端面均采用双端面磨床均磨，此工序的加工余量为0.1mm～0.15mm，加工后零件端面尺寸达到保持架成品端面尺寸；

三、钻铆钉孔：在数控加工中心机床上，将两段尺寸相等的零件拼接在一起，将拼接后的两段零件装夹后，对两段零件进行统一加工，使用钻头钻铆钉孔102，钻头的加工方向垂直于两段零件的接触面，然后倒第一铆钉孔角；

四、插销子：手工将销子插入铆钉孔102中，将两段零件铆合到一起后成为保持架总体，再对其进行后续外径、内径及兜孔101的加工；

五、打标记：使用气动打标机在铆合后的保持架总体上端面上雕刻标记，此标记的具体位置为保持架内径和外径的中心径；

六：磨外径：对步骤五中标记后的保持架总体进行终磨外径加工，加工余量为0.3～0.4mm，此工序将保持架总体外径加工到保持架成品外径尺寸；

七、终车内径及倒角：加工余量为0.5～0.6mm，此工序将保持架总体内径加工到保持架成品内径尺寸；

八、钻铣孔：在数控加工中心上利用合金钢钻头钻兜孔101，利用铣刀先对兜孔101进行粗加工，再进行精加工，精加工后得到的兜孔101尺寸为保持架成品兜孔101尺寸；

九：去毛刺、拆销子：利用毛刺刀去除加工过程中产生的毛刺，再将销子拆下，将精加工后的两段零件分开进行进一步的去毛刺处理；

十、铣穴：在拆销子后的保持架总体两端面分别铣铆钉孔穴103，铣穴时将两段零件分别装夹，所述铆钉孔穴103的中心轴线与铆钉孔102的中心轴线重合，所述铆钉孔穴103的纵截面为梯形结构；

十一、倒第二铆钉孔角；

十二、光饰；

十三、清洗；

十四、探伤；

十五、终检；

十六、镀银；

十七、包装。

将加工兜孔101工序(即钻铣孔)安排在磨外径工序、终车内径工序之后完成，此时的外径、内径尺寸已是成品尺寸，加工完兜孔101后无需再加工内径、外径表面，避免了内、外径表面断续加工的问题，外径棱面度由原来的0.05～0.07mm提高到0.003～0.005mm，外径椭圆度由原来的0.05～0.08mm提高到0.003～0.005mm，外径尺寸散差控制在0.004～0.007mm之间。

粗车、细车成形所用刀具均为数控刀具，细车成形的目的是为了去除调质后钢架的变色、变形，还有统一尺寸、减小工件加工散差、进一步提高产品加工精度等作用；

本实施方式所选用的数控棒料机为数控棒料机HTC5050。

具体实施方式二：结合图11说明本实施方式，对于外径≤40mm的保持架采用棒料投料加工，外径＞40mm且内径≥30mm的保持架采用锻件投料加工。如此设计，若工件尺寸过小不能打锻件,只能采用棒料。锻件的优点可消除零件或毛坯的内部缺陷；锻件的形状、尺寸稳定性好，并具有较高的综合力学性能；锻件的最大优势是韧性好、纤维组织合理、锻件间性能变化小。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：步骤三中所选用的钻头为含钴的高速钢钻头，直径范围为2～2.05mm。如此设计，合金钢材质又硬又粘,调质处理后硬度达到37～38HRC，铆钉孔加工属于深孔加工,孔的加工深度是孔直径的7～8倍。加工时很容易折钻头,含钴材质的钻头，具有耐高温及耐磨耗的特性，韧性较好，刃口很锋利，可避免了粘屑、积屑瘤的产生，更适合加工一些比较粘的材料及难加工材料。其它组成与连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图5说明本实施方式，步骤十中铆钉孔穴103的大端直径为11.5mm，小端直径为9.2mm。如此设计，工艺性较好,便于加工,便于去除加工时产生的毛刺。其它组成与连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1～4说明本实施方式，步骤三中进行钻铆钉孔102工序中，进行钻、铣工序的保持架总体通过铆钉孔加工专用夹具固定装夹在数控加工中心机床上，所述铆钉孔加工专用夹具包括第一工件座1、第一盖板2及第一螺栓3，所述第一工件座1包括位于第一工件座1中部的定位环台11及同轴设置在第一工件座1两端的第一凸台12和第二凸台13，定位环台11上端面沿定位环台11圆周方向开设有环形凹槽11-1，定位环台11上的环形凹槽11-1底部沿其圆周方向开设有若干第一通孔11-2，进行钻、铣工序的保持架总体套装在第一凸台12上，且通过第一盖板2及第一螺栓3压紧在定位环台11上方，第二凸台13通过卡盘夹紧固定在数控加工中心的工作台上。如此设计，通过第一螺栓3及第一盖板2的作用将保持架总体压紧在第一工件座1上，保持架的内圆面与第一凸台12的外侧面配合，定位环台11上若干第一通孔11-2的中心轴线与保持架成品上的铆钉孔102轴线重合。

利用此铆钉孔加工专用夹具，一次装夹即可完成兜孔101的钻、粗铣、精铣加工工序，装卸方便，有利于操作者调整，加工效率显著提高。保持架上所有兜孔101的中心轴线围成一个整圆加工时以保持架总体内圆面及端面定位，使整圆的中心轴线与保持架内圆的中心轴线的同轴度满足技术要求。使用此铆钉孔加工专用夹具，提高了铆钉孔102的加工精度及铆钉孔102尺寸的稳定性。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二或四相同。

具体实施方式六：结合图1、图4说明本实施方式，第一盖板2上沿其轴向方向开设有U型通槽2-1，第一螺栓3位于U型通槽2-1内。如此设计，方便第一盖板2的装拆。其它组成与连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图5～9说明本实施方式，步骤十中进行铣穴工序中，进行铣铆钉孔穴工序的零件通过铆钉孔穴加工专用夹具固定装夹在数控加工中心机床上，所述铆钉孔穴加工专用夹具包括第二盖板4、第二工件座5、第一定位销6、第二定位销7及第二螺栓8，

第二盖板4为环形板，第二盖板4的外圆面均布设置有若干圆弧形通槽4-1，所述圆弧形通槽4-1的横截面为优弧，所述圆弧形通槽4-1的轴线与零件的铆钉孔102轴线重合，第二盖板4上沿其轴向开设有两个定位通孔4-2，第二工件座5的上端面开设有圆形凹槽5-1，所述圆形凹槽5-1的底端开设有中心定位孔5-2、第一定位盲孔5-3和两个第二定位盲孔5-4，两个第二定位盲孔5-4与两个定位通孔4-2上下正对设置，零件的下部位于圆形凹槽5-1内，零件位于第二盖板4与第二工件座5之间，第二盖板4的中心轴线、零件的中心轴线及中心定位孔5-2的中心轴线重合设置，零件上的一个铆钉孔102与第一定位盲孔5-3上下正对设置，并通过第二定位销7定位，第二盖板4通过分别穿装在两个定位通孔4-2中的两个第一定位销6定位，零件通过第二螺栓8夹紧固定。

如此设计，加工时，先以零件的外径和端面初步定位，利用第二定位销7将零件横向固定在第二工件座5上，以保证加工后的铆钉孔穴103与铆钉孔102同轴，防止产生偏移；然后在零件上端面压上第二盖板4，利用第一定位销6将第二盖板4横向定位在第二工件座5上，保证第二盖板4上的圆弧形通槽4-1的轴线与零件上铆钉孔102轴线重合；最后，用第二螺栓8压紧第二盖板4并且拧紧，防止第二盖板4及零件松动，影响加工尺寸及精度。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、四或六相同。

具体实施方式八：结合图5及图8说明本实施方式，第二盖板4上的两个定位通孔4-2对称设置。如此设计，保证第二盖板4与第二工件座5之间的定位更准确。其它组成与连接关系与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图*说明本实施方式，本实施方式的一种合金钢分离型实体保持架的加工工艺，步骤如下：

一、车成形：采用锻件进行投料加工，所述锻件为环形工件；

先将工件粗车成形，然后调质处理，最后细车成形，具体方法为：

1、先粗车工件的两端面、内径、外径、倒内外角，粗车后得到的工件尺寸为：外径47.5～47.7mm、内径35.4～35.55mm、幅高18.8～19mm，然后对粗车后的两段零件均进行调质处理；

2、使用切断刀对调质处理后的工件进行切断成为对称的两段零件，切断后每段零件的幅高为7.9～8mm(此处幅高即为两端面之间的距离)；

3、对调质处理后的两段零件分别进行细车成形操作，对每段零件的细车成形操作具体过程为：细车第一端面、内径及倒内外角，然后细车第二端面、外径及倒内外角，细车成形后得到的每段零件尺寸为：外径46.3～46.4mm、内径36.9～37mm、幅高7.2～7.3mm；

二、均磨两端面：对步骤一后的每段零件的两端面均采用双端面磨床均磨，此工序后得到的零件幅高为6.98～7mm，加工后零件端面尺寸达到保持架成品端面尺寸；

三、钻铆钉孔：在数控加工中心机床上，将两段尺寸相等的零件拼接在一起，将拼接后的两段零件装夹后，对两段零件进行统一加工，使用钻头钻铆钉孔102，钻头的加工方向垂直于两段零件的接触面，得到的铆钉孔102直径为2～2.05mm，然后倒第一铆钉孔角，倒角的宽度最大为0.3mm；

四、插销子：手工将销子插入铆钉孔102中，将两段零件铆合到一起后成为保持架总体，再对其进行后续外径、内径及兜孔101的加工；

五、打标记：使用气动打标机在铆合后的保持架总体上端面上雕刻标记，此标记的具体位置为保持架内径和外径的中心径；

六：磨外径：对步骤五中标记后的保持架总体进行终磨外径加工，得到的保持架总体外径为45.95～45.9mm，此工序将保持架总体外径加工到保持架成品外径尺寸；

七、终车内径及倒角：终车后得到的保持架总体内径为37.5～37.57mm，此工序将保持架总体内径加工到保持架成品内径尺寸；

八、钻铣孔：在数控加工中心上利用合金钢钻头钻兜孔101，得到的兜孔101尺寸为9.7～9.8mm，利用铣刀先对兜孔101进行粗加工，再进行精加工，精加工后得到的兜孔101直径尺寸10～10.1mm为保持架成品兜孔101尺寸；

九：去毛刺、拆销子：利用毛刺刀去除加工过程中产生的毛刺，再将销子拆下，将精加工后的两段零件分开进行进一步的去毛刺处理；

十、铣穴：在拆销子后的保持架总体两端面分别铣铆钉孔穴103，铣穴时将两段零件分别装夹，所述铆钉孔穴103的中心轴线与铆钉孔102的中心轴线重合，所述铆钉孔穴103的纵截面为梯形结构，具体尺寸为铆钉孔穴103的大端直径为11.4～11.6mm，小端直径为9.1～9.3mm，穴深度为5.7～5.8mm；

十一、倒第二铆钉孔角，倒角的宽度最大为0.3mm；

十二、光饰；

十三、清洗；

十四、探伤；

十五、终检；

十六、镀银；

十七、包装。