一种铸铁轴套及其加工工艺的制作方法

1.本技术涉及传动配件的领域，尤其是涉及一种铸铁轴套及其加工工艺。


背景技术：

2.轴套是套在转轴上的筒状机械零件，用于相对转轴转动。现有的注塑机导杆上的轴套，为了其结构强度，一般都用铜合金轴套或锌合金轴套。从而确保100万次使用模测时，轴套表面没有明显的摩擦痕迹。
3.但铜合金轴套和锌合金轴套材料成本高，不利于大批量生产。


技术实现要素：

4.为了在符合使用次数寿命的前提下节约成本，更适应于大批量生产，一方面，本技术提供一种用于铸铁轴套的加工工艺，采用如下的技术方案：一种用于铸铁轴套的加工工艺，包括如下步骤，s1、将配比好的铁合金加入到熔炼炉中，进行熔炼，铁合金包括铁粉和石墨，其中铁合金中的碳重量百分比小于1％；s2、在升炉温的过程中，对金属浇铸模进行加热，装模之后对轴套进行离心铸造，降温成形后，从模具中取出轴套；s3、按照上述铁合金成分配成铁合金粉用油压机进行压制，使轴套表面形成多孔结构；s4、压制成形后的轴套进行烧结；s5、根据形状需求，对轴套进行机加工，在轴套表面露出多孔结构；s6、在轴套生长现象进行期内，通过真空浸渍润滑油对轴套进行浸油，使轴套表面多孔结构内含油，轴套含油率不小于15％。
5.通过采用上述技术方案，铁合金的比重小于铜合金，价格比铜合金便宜30％-40％左右；而铁合金的比重与锌基合金相接近，但价格比锌基合金便宜15％-25％，减少了材料成本。更适应于大批量生产。
6.通过在铁合金中通过添加石墨的方式，来加入碳，从而使铸铁具有生长现象。铸铁生长的原因是由于氧化性气体沿石墨片边界或裂纹渗入铸铁内部发生了内氧化。铸件中的渗碳体在高温下分解形成密度小而体积大的石墨以及在加热冷却过程中铸铁基体组织发生相变引起体积变化，铸件在高温和载荷作用下，由于氧化和生长最终会导致零件变形、翘曲、产生裂纹、甚至破裂。所以在日常时，生长现象并不是有利于产品质量的现象。
7.但是本技术，在轴套机加工后，又对其进行了负压浸油，使轴套由于生长现象形成的多孔内都含浸入润滑油，在铸件生长现象形成的过程中改变铸铁组织磨合性的oiles特性。从而使轴套在使用过程中，其摩擦面整体含浸润滑油，对任意方向的摩擦，特别是微小运动时的耐磨性能，有非常好的表现。从而提高了轴套的使用次数寿命。即使铸件是由铁粉作为主料而制成，也足以满足100万次的使用寿命要求。
8.同时，将轴套通过离心铸造、压铸两步配合的方式来成型。离心铸造可以获得无缩孔、气孔、夹渣的铸件，而且组织细密、机械性能好。当铸造圆形中空零件时，可以省去型芯。但离心铸造铸出的筒形零件内孔自由表面粗糙、尺寸误差大。而压铸，可使铸件拥有优秀的尺寸精度。但其只适用于需压铸产品的质量较小的情况，因为是通过压铸来实现金属流动，从而实现塑性的。
9.通过先离心铸造后压铸的方法，第一方面可以使铸件拥有优秀的尺寸精度，第二方面可以确保整个铸件的组织细密性，第三方面还可以节约成本。使其更适用于大批量生产。
10.最后，由于轴套为铸铁材料，与铜合金机体比较，线膨胀系数非常低，在1/2以下，可以有效降低摩擦热产生的基体尺寸变化，保持长久的高精度运动。
11.可选的，所述铁合金的重量百分比如下，c小于1％，s小于1％，cu大于2％-小于5％。
12.通过采用上述技术方案，从而将产品密度控制在大于等于7.0g/cm3的范围，尽可能确保轴套的强度。同时也对成本进行了控制。
13.可选的，将步骤s2中成型的轴套先进行密度检测；若轴套密度大于等于7.0g/cm3，则对其表面进行烘干，再进行步骤s3中的压制；若轴套密度小于7.0g/cm3，对轴套进行回炉重新熔炼、铸造。
14.通过采用上述技术方案，压制时，如果原胚料的密度不够，会对原胚料产生影响。如果最后完全生产完再去质检，则会浪费后续的工艺时间和材料。本技术先进行密度检测，从而尽可能确保产品的良品率，减少浪费。
15.可选的，步骤s4中机加工使用机加工系统加工，步骤s6中浸油使用真空浸油机进行加工，所述机加工系统出料端和真空浸油机进料端之间设有运输机构，当所述机加工系统加工完毕轴套后，轴套从机加工系统出料端掉落到运输机构上被运输机构运输进入到真空浸油机内进行浸油。
16.通过采用上述技术方案，从而进一步减少人工参与，减少人工成本。在机加工完毕后，产品就可直接本运输机构运输到浸油工位上去做浸油处理了，不再需要人工小心的搬运操作。
17.可选的，所述运输机构包括导向轨和动力源，所述导向轨上开设有导向槽，所述机加工系统的出料端沿竖直方向的投影落于导向槽内，所述导向槽的出料端承接真空浸油机的进料端，所述导向槽内填装有密度大于轴套的润滑油，所述动力源用于给与润滑油从机加工系统流向真空浸油机的动力，轴套随着润滑油运动。
18.通过采用上述技术方案，由于润滑油来做缓冲，机加工完毕后的轴套直接掉落到润滑油内，并不会由于直接砸落到刚性零件上而产生形变甚至破碎。由于润滑油的密度大于轴套，所以轴套会浮起来，并在动力源带动润滑油的运动的情况下，朝向真空浸油机运动，从而顺畅的进行运输。中间无需过多的人工操作和复杂的传输设备。同时在运输过程中，还对轴套做了预浸油和降温，更好了提高了轴套后续加工的效率。
19.可选的，所述真空浸油机包括浸油箱、存油箱、真空泵，所述浸油箱和存油箱之间设有用于连通两者的第一连接管和第二连接管，所述第一连接管两端分别连接于浸油箱侧壁下端和存油箱侧壁下端，且所述第一连接管上设有第一阀门，所述第二连接管两端分别
连接于浸油箱上端和存油箱上端，所述存油箱上端设有与外界连通的排气孔，所述真空泵安装于第二连接管上，所述浸油箱上设有用于供导向轨出料端进入的进料口，所述进料口上设有用于启闭进料口的第二阀门。
20.通过采用上述技术方案，轴套先他通过进料口进入到浸油箱内，然后通过第二阀门封闭进料口。通过真空泵将浸油箱内的油液和空气都抽到存油箱内，使浸油箱内达成负压，然后关闭真空泵。打开第一阀门，在压力的作用下，存油箱内的油液进入到浸油箱内，对轴套进行浸油，完成浸油工作。
21.可选的，所述动力源位于导向轨远离浸油箱一端，所述浸油箱下端连接有用于将浸油箱内的油液回流到导向轨进料端处的回流管，第一回流管连接于动力源的进液端，所述回流管上设有第三阀门。
22.通过采用上述技术方案，在真空泵抽气抽液之前，可以先打开第三阀门，使随着轴套从进料口进入到浸油箱内的润滑油从回流管排出去并流回导向轨的导向槽内，充分利用油液。同时，动力源在将回流管内的油抽向导向轨时，也给与了导向槽内的油液一定的流向运力，使轴套随着油液向前运动。
23.可选的，所述回流管包括垂直段和倾斜段，所述垂直段一端连接于动力源且另一端位于动力源下方，所述倾斜段一端连接于垂直段下端，另一端倾斜向上设置且连接于浸油箱侧壁下侧，所述第三阀门安装于倾斜段靠近浸油箱一端。
24.通过采用上述技术方案，从而使油液可以较为顺畅的回流到导向轨的导向槽内。
25.可选的，所述机加工系统包括车床，所述车床包括机座和用于夹持轴套的三爪卡盘，所述机座长度方向垂直于导向轨长度方向，所述机座上开设有通槽，所述通槽位于三爪卡盘正下方且连接于导向轨一端上方；当所述三爪卡盘松开轴套时，所述轴套沿通槽掉落入导向轨的导向槽内。
26.通过采用上述技术方案，进一步减少了人工参与的步骤。在机加工完毕后，不需要人工再去取消轴套将其丢入导向轨内，只需松开三爪卡盘，轴套就能自动的掉入导向轨内，操作方便。且机座长度方向垂直于导向轨长度方向，使导向轨并不会影响到工人对车床的操作。
27.另一方面，本技术提供一种铸铁轴套，采用如下的技术方案：一种铸铁轴套，用一种用于铸铁轴套的加工工艺制成。
28.通过采用上述技术方案，轴套具有较好的耐磨性和抗咬合性，膨胀系数低，可保持长久的高精度运动。同时该轴套在使用时，需供油润滑的次数少。
29.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.减少了材料成本、人工成本，更适应于大批量生产；2.具有较好的耐磨性和抗咬合性；3.膨胀系数低，可保持长久的高精度运动。
附图说明
30.图1是实施例1的结构示意图。
31.图2是实施例1用于体现油槽的结构示意图。
32.图3是实施例2的结构示意图。
33.图4是实施例2中车床的结构示意图。
34.图5是实施例2的剖视图。
35.图6是实施例2中真空浸油机的剖视图。
36.附图标记说明：1、轴套；2、轴套本体；3、油槽；4、真空浸油机；5、车床；6、运输机构；7、机座；8、三爪卡盘；9、车刀组件；10、通槽；11、浸油箱；12、存油箱；13、真空泵；14、第一连接管；15、第二连接管；16、第一阀门；17、排气孔；18、导向轨；19、动力源；20、回流管；21、进料口；22、第二阀门；23、驱动缸；24、封闭板；25、导向槽；26、垂直段；27、倾斜段；28、取料门；29、进油管；30、第三阀门。
具体实施方式
37.以下结合附图1-6对本技术作进一步详细说明。
38.实施例1参照图1和图2，本技术实施例1公开一种铸铁轴套，包括轴套本体2。轴套本体2内壁开设有油槽3，油槽3形状可以为“8”字、蛋形、腰槽、直槽、环槽等。轴套本体2由铸铁冶金制成。轴套本体2的化学成分组成(重量百分比)为，c：＜1.0％，s：＜1.0％，cu：2％-5％，fe：余量。以及不可避免的杂质。
39.铸铁轴套1比重小于铜合金，价格比铜合金便宜30％-40％左右；而铸铁轴套1的比重与锌基合金相接近，但价格比锌基合金便宜15％-25％，减少了材料成本。更适应于大批量生产。
40.为了保证使用寿命，轴套本体2通过负压浸油有润滑油。与铜合金轴套1和锌基合金轴套1相比，因为含浸了润滑油，可大幅减少供油次数。本技术的轴套1因磨合性、油膜保持性很高的组织结构，耐磨性和抗咬合性优异。由于轴套本体2由铸铁材料制成，与铜合金轴套1比较，膨胀系数非常低，可以有效降低摩擦热产生的基体尺寸变化，保持长久的高精度运动。与固体润滑剂镶嵌型轴套1相比，由于本技术的轴套1摩擦面整体含浸润滑油，对于任意方向的摩擦，特别是微小运动时的耐磨性能，有非常好的表现。
41.实施例2本技术实施例2公开一种用于铸铁轴套加工的加工设备，用于加工实施例1中的轴套。参照图3，一种用于铸铁轴套加工的加工设备包括机加工系统，包括机加工系统、真空浸油机4和运输机构6。机加工系统包括车床5。车床5用于机加工铸铁成型后的轴套1。真空浸油机4用于给机加工完毕后的轴套1进行浸油。运输机构6用于将轴套1从车床5出料端运输到真空浸油机4。
42.具体的，参照图4和图5，车床5包括机座7、用于夹持轴套1的三爪卡盘8和用于加工的车刀组件9。机座7上开设有通槽10，通槽10位于三爪卡盘8正下方。加工时，通过三爪卡盘8夹紧轴套1，通过车刀组件9进刀对轴套1进行机加工。
43.参照图5和图6，真空浸油机4包括浸油箱11、存油箱12、真空泵13，浸油箱11和存油箱12之间设有用于连通两者的第一连接管14和第二连接管15。第一连接管14两端分别连接于浸油箱11侧壁下端和存油箱12侧壁下端，且第一连接管14上设有第一阀门16，第一阀门16可以是电子阀或者蝶阀等手动阀。第一阀门16用于控制第一连接管14的启闭。第二连接管15两端分别连接于浸油箱11上端和存油箱12上端，所述真空泵13安装于第二连接管15
上。存油箱12上端设有与外界连通的排气孔17。
44.在加工时，第一阀门16关闭，在浸油箱11内放入轴套1，通过真空泵13将浸油箱11内的空气抽到存油箱12内，通过排气孔17排到外界。此时浸油箱11内处于负压状态。然后关闭真空泵13，打开第一阀门16，在气压的作用下，存油箱12内的润滑油进入到浸油箱11内，对轴套1进行浸油。其中润滑油一般为gb443-64规定的hj-20牌号的机械油。
45.参照图5和图6，运输机构6包括导向轨18、动力源19和回流管20。导向轨18用于导向轴套1在动力源19的作用下从车床5运动到浸油箱11内。
46.导向轨18连接车床5和真空浸油机4。导向轨18长度方向垂直于机座7长度方向。导向轨18一端位于机座7下方且对准通槽10，另一端穿入浸油箱11内。浸油箱11上设有用于供导向轨18出料端进入的进料口21，导向轨18抵接于进料口21内壁。进料口21上设有用于启闭进料口21的第二阀门22。第二阀门22包括封闭板24和用于驱动封闭板24上下运动的驱动缸23，驱动缸23固定安装于浸油箱11上。
47.导向轨18上开设有导向槽25，导向槽25沿着导向轨18长度方向开设，且导向槽25底面朝向浸油箱11呈倾斜向下。通槽10沿竖直方向的投影落于导向槽25内。导向槽25内填装有密度大于轴套1的润滑油。在第二阀门22开启进料口21时，轴套1可随着导向槽25内的润滑油进入到浸油箱11内。
48.参照图5和图6，回流管20包括垂直段26和倾斜段27，垂直段26一端连接于动力源19且另一端位于动力源19下方。倾斜段27一端连接于垂直段26下端，另一端倾斜向上设置且连接于浸油箱11侧壁下侧。倾斜段27靠近浸油箱11一端安装有第三阀门30，第三阀门30用于控制倾斜段27的启闭。
49.为了使随润滑油进入到浸油箱11内的轴套1不会直接砸落到浸油箱11底面，倾斜段27连接浸油箱11的一端略高于浸油箱11底面。使浸油箱11内稳定存有一定油液。
50.参照图5，动力源19为油泵，油泵的进油端连接于垂直段26，油泵的出油端沿导向轨18长度方向朝向真空浸油机4。
51.本技术实施例2一种用于铸铁轴套1加工的加工设备的实施原理为：1、车床5对轴套1胚料完成机加工，三爪卡盘8松开轴套1，轴套1沿通槽10掉落入导向槽25的油液内；2、在动力源19的作用下，油液朝向浸油箱11运动，轴套1随着油液一起向浸油箱11运动，通过进料口21进入到浸油箱11内；在该过程中，轴套1被导向槽25内的油液预浸油和冷却；3、通过第二阀门22关闭进料口21，开启第三阀门30，由于油泵给与的动力，浸油箱11内的润滑油从回流管20回到导向轨18的导向槽25内，然后关闭第三阀门30；4、开启真空泵13，对浸油箱11进行抽气，并排入到存油箱12的油液内，其中空气中混杂的油液进入到存油箱12内进行储存利用，空气通过排气孔17排出存油箱12，使浸油箱11内达到负压接近真空的程度，存油箱12内气压依旧保持在大气压状态；5、关闭真空泵13，开启第一阀门16，在气压的作用下，存油箱12内的润滑油进入到浸油箱11内，对轴套1进行浸油，完成加工。
52.参照图3，为了方便取料，浸油箱11一侧侧壁开设有取料门28，通过开启取料门28即可拿取加工完毕的轴套1。为了确保存油箱12内油液量充足，存油箱12上端还连接有进油
管29。
53.实施例3：本技术实施例3公开一种用于铸铁轴套的加工工艺，用于使用实施例2中的设备，加工实施例1中的轴套。
54.一种用于铸铁轴套的加工工艺，包括如下步骤s1、将配比好的铁合金加入到熔炼炉中，炉温控制在1120℃时加入精炼净化剂，精炼净化剂为炉料量的1.1％，搅拌30分钟，静置60mins后将炉温升高到1360℃，将金属液与渣分离、扒渣、加入覆盖剂，覆盖剂总加入量为炉料量的0.3％，静置30分钟后再次扒渣；s2、在升炉温的过程中，对金属模进行加热，加热温度至100℃-150℃，装模之后对轴套1进行离心铸造，降温成形后，从模具中取出轴套1；将成型的轴套1胚料先进行密度检测；若轴套1密度大于等于7.0g/cm3，则对其表面进行烘干，进行下一步；若轴套1密度小于7.0g/cm3，对轴套1进行回炉重新熔炼、铸造；s3、按照上述铁合金成分配成铁合金粉用500t-800t的油压机进行压制；s4、压制成形后的轴套1用网带直通式烧结进行烧结，烧结温度在1030℃-1100℃，轴套1表面具有多孔；s5、通过机加工系统对轴套1进行机加工，在加工完毕后，通过运输机构6将轴套1运输到真空浸油机4内；机加工完毕的轴套1外观应有均匀的金属光泽，不允许有裂纹、夹杂和锈蚀等缺陷；s6、在轴套1生长现象进行期，通过真空浸油机4在负压状态下对轴套1进行浸油4-8h，使轴套1表面多孔结构内含油。
55.铸铁在生长现象的过程中，会形成多孔，在此时对轴套1进行含浸润滑油，可在轴套1生长现象形成过程中改变铸铁组织磨合性的olies特性。浸油完毕后，轴套1的含油率达到大于15％，含油密度达到5.7-6.5g/cm3，径向压溃强度大于3.5mpa，硬度hb达到50-80。
56.根据本工艺生产出来的轴套，经过300万模测试后，结果如下：测试项目轴套表面温度无明显异常尺寸变化无明显变化目测拉杆表面光洁情况光亮有油迹目测轴套内磨损情况无明显摩擦痕迹以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。