专利名称：全不锈钢直线轴承制造方法
技术领域：
本发明涉及一种直线轴承制造方法，特别是关于不锈钢直线轴承的生产加工方法。
背景技术：
普通直线轴承的套圈采用GGr15轴承钢异型管，经落料后先对套圈内外径在公差范围内定位加工，然后对整个套圈进行热处理，再进行内外径粗精磨加工，最后达到套圈精度要求。轴承保持架是采用工程塑料由注塑机注塑成圆管形成品，由轴承钢制各种规格的钢球及橡胶防尘盖。在装配前要对轴承套圈进行级别分选，然后按分选级别装配成品。由于普通直线轴承不能用在特殊和恶劣环境，特别是在酸性、碱性和高湿度环境使用时，在短时期内轴承套圈内外及钢球产生锈蚀和腐蚀现象。保持架是工程塑料制成，它在100℃以上温度中工作要发生变形不能进行经常工作。直线轴承保持架是主要另件，而塑料保持架是塑料注塑机注塑成型产品，未经其它加工，在注塑中加工中对加热电压、电流要求很严格，而注塑产品都是三班倒，因此在白天与晚上电流和电压有差异，生产出产品存在一定差异，因此在装配中质量就很难保证稳定性。另外，塑料保持架机械强度不是很强，滚道两边表面粗糙度不足1.6，钢球与塑料保持架滚道在往复循环摩擦中工作，工作一定时间后滚道表面产生磨损，从而降低公差精度，缩短使用寿命，还影响其它部件和配套整机的运行寿命。
发明内容
本发明针对普通直线轴承所存在的问题，设计一种全不锈钢直线轴承的制造方法，使产品具有耐酸、耐碱、耐潮湿和耐高温的特性，达到提高精度、延长使用寿命，并能与普通直线轴承相互通用的目的。
本发明采用以下技术方案实现上述目标。
全不锈钢直线轴承的制造方法，包括以下步骤a、不锈钢轴承套圈先以不锈钢圆管经切割成圆管状坯料，然后车削出轴向内凹大圆弧面与轴向突起的小内凹圆弧面相间的圆管内壁面，经热处理后再进行粗精磨，制成轴承套圈；b、不锈钢保持架采用不锈钢冷轧板，用冲压模具在冲床上冲压出保持架坯片，经冲压中间凹槽，拉伸滚道，冲压滚珠槽，切外边口和精密整形，制成不锈钢保持架片子；c、对外协作件不锈钢滚珠、径向卡环和防尘盖进行精度公差检验，去除不合格品；d、将上述经检验合格的不锈钢套圈、不锈钢保持架片子、不锈钢滚珠、径向卡环和防尘盖用专用工夹具组装成不锈钢直线轴承。
不锈钢直线轴承包括轴承套圈、钢滚珠、保持架片、径向卡环、防尘盖等主要另件，轴承套圈和钢滚珠采用9Gr18不锈钢制作，该材料属马氏体型不锈钢，含有高碳、高铬元素，因此机械强度大，经高温热处理后硬度能达到HRC60℃以上，并保持其它类型不锈钢的优良性能，是制造直线轴承另件的最佳材料。
所述不锈钢保持架片子是本发明的关键部件，选用1Gr13不锈钢冷轧板材，通过各种模具在冲压机床上逐渐冲压成型，特别是保持架片子的钢珠滚道的制作，由精密模具与精密冲压机床进行冲压拉伸成型，并进行表面处理，提高机械强度，提高运行效率、延长使用寿命。
本发明针对普通直线轴承存在不耐酸、不耐碱，不能在高湿有水和超过100℃以上温度的环境中工作的现状，为解决以上缺点，并达到与普通直线轴承能互相通用的目的，为此对轴承套圈、钢滚珠另件的材料采用9Gr18不锈钢材料，该材料能耐酸、耐碱，能在高湿及有水和温度在100℃～350℃范围中的环境能保持达到使用效果。并在长时期的恶劣环境中不腐蚀，不影响产品公差精度。保持架采用不锈钢1Gr13替代塑料材料，该种不锈钢材料有以上特性外而机械强度大，表面粗糙度可达到0.8。钢球在钢制保持架滚道上作往复循环运动的摩擦系数大大小于塑料保持架，不但延长了使用寿命同时也能长时间保持产品精度公差。
图1～6为不锈钢轴承套圈加工流程图，A为轴向剖视，B为径向剖视。
图7～13为不锈钢保持架片子加工流程图，A为俯视，B为纵向剖视。
图14为不锈钢直线轴承结构图。
具体实施例方式
不锈钢套圈制造方法不锈钢轴承套圈的加工流程如图1～6所示，不锈钢轴承套圈采用9Gr18是含高碳高铬马氏体型不锈钢，它性能主要是机械强度大，通过高温热处理硬度可达HRC60℃以上，同时该不锈钢与其它不锈钢一样有耐酸、耐碱、耐高湿度。可在高温度和有水环境中工作，不锈蚀、不腐蚀，而且价格比其它不锈钢便宜40％。但该不锈钢切削加工难度大，目前市场上供货的只有不锈钢棒材或管材，现以不锈钢管材为例说明不锈钢轴承套圈的制造方法。对管材落料套圈坯料进行内外径余量切削，对其它工作面按实际公差要求进行加工，先对套圈坯料内壁进行车削产生半径为R1的小内凹圆弧面，再对内壁两端面车削向外倾斜10～15度的斜坡，再由特制拉刀在拉床上对套圈内壁拉制若干个半径为R2的内凹大圆弧面，拉制的个数由管径大小而定，一般4～6个。
在轴承套圈内壁拉刀拉制内凹圆弧面的公差精度比较重要，因此拉刀采用高速工具钢9w18Cr4v，该材料具有淬火后硬度高可达HRC67℃，而且有抗震性能和耐切削性能都比其它工具钢要强。拉刀属于花键型拉刀，根据该类拉刀长度与直径比总长在30D左右，再加上工件比一般产品长，又不易切削，精度要求高，因此总长又要增加5～10D左右，这样才能保证内凹圆弧面精度要求。大内凹圆弧面拉削精度为IT7～IT8，表面粗糙度1.6。小内凹圆弧面精度为IT6～IT7，需经精密球面磨床磨光，表面粗糙度达到0.8，同时拉床选择精度较高的40T液压拉床设备。
然后经高温热处理，淬火温度为1000～1050℃，再经200℃保温回火，通过热处理后整体硬度可达到HRC60℃以上，基本达到轴承钢热处理硬度要求，热处理后的不锈钢套圈通过内磨、外磨平面磨床对套圈内外两端面进行粗精磨削，加工成合格套圈。
不锈钢保持架片子制作方法不锈钢保持架片子如图7～13所示，片子2中间为椭圆形钢珠滚道3，此滚道由半个椭圆形开口的滚珠槽和半个椭圆滚道沟对接组成，片子两端中间设有与套圈固定的定位缺口10。
不锈钢保持架片子是不锈钢直线轴承的主要部件。它不但对轴承钢珠运动时起保持作用，还有钢珠与保持架滚道直接接触，在进行直线循环往复运行工作中担负支撑和畅通无阻滞运行，如果保持架上的钢珠滚槽宽度超过公差范围钢珠在运行中就要掉钢珠，如果公差过小在运行中会发生阻滞现象，因此保证保持架精度是保证轴承直线运行良好的可靠保证。
为使不锈钢保持架结构达到公差精度要求，由专用特定模具在不同冲压机床上进行流水作业，具体采用无切削冲压方法加工制造，包括以下步骤，参看图7～13所示a、采用不锈钢冷轧板材在模具里，用J23-6冲压机床冲压出留有余量的保持架片子坯料，图7所示；b、将上道落下片子放到拉伸模具里，用J23-6冲压机床冲压出中间凹槽，图8所示；c、将冲压出中间凹槽片子的另一面放到高精拉伸模具里，在CAF-10精密冲压机床上冲压拉伸滚道3，精度保持IT6～IT7水平，图9所示；d、将经过滚道拉伸的片子对滚道一边冲压开口的滚珠槽4，由专用模具在CAF-10精密冲压机床上进行开口槽冲压，精度公差在IT6～IT7级，图10所示；e、对滚道和滚珠槽已成型的片子两端冲压定位口，在J23-6冲压机床上对片子两端开定位口，图11所示；f、把经上工序处理的片子放在精密整形模具上，用精密CAT-6冲压机床进行精密整形，通过整形的滚道精度达到IT6级左右，图12所示；g、经精密整形过的片子放在J23-6冲压床上进行四周切边，切去余量部分；h、最后把冲压合格的保持架片子，放到GST型震动抛光机上采用微小研磨粒和研磨液进行修边去毛，每片经30～40分钟抛研达到整片无毛刺，表面粗糙度达到0.8左右，图13所示。
上述工艺过程中，重点关注加工精度和表面粗糙度，因不锈钢冷轧板材在机械强度、加工难度等原远远高于普通冷轧板材，对拉伸成型公差精度要求又高，因此对拉伸成型等各类模具选用耐磨性、冲击性，较强的G20牌号的硬质合金材料制作，而这些合金材料硬度远远高于普通模具材料，因此在制作中经工艺论证，在通用制作基础上对特殊关键模具应作进一步精修正。拉伸模具精度达到IT5级粗糙度达到0.2左右。模具可靠性有保证，既达到提高使用寿命又使冲压出的工件质量在设计要求的公差精度范围内。冲压机床根据产品工序要求合理选择，特别是钢球滚道加工的主要工序为拉伸工序，应选用精密冲压机床与精密模具相结合，保证工序另件形位公差达到精度要求，从而使保持架的整体公差精度达到设计要求范围内。
不锈钢直线轴承的各配件准备到位，即可对其进行组装，工艺过程如下首先把加工成型的不锈钢套圈，不锈钢保持架片子进行清洗洁净处理，并对分选分级后套圈与各规格相配的钢球摆放在同一位置便于装配。
不锈钢保持架是长方形片子，因此在组装中有特定组装工艺，参看图14，先把片子2一片一片扦入套圈1内，在与套圈配合前，每片子装满钢珠6，再把片子连钢珠扦入套圈内，扦入时片子上滚球槽4应对准套圈内凸起的小圆弧面，使钢珠6在套圈凸起工作面5上与保持架长形滚球槽4对齐，并专用小镊子把片子固定在套圈内壁上，待片子全部装入套圈内壁后再用定制圆弧卡环7将保持架与套圈固定牢靠。
两端面防尘盖采用专用夹具将不锈钢防尘盖8固定扣牢在套圈两端。
把组装成品采用标准止通规和灵活心棒对成品进行检测验收，去除不合格品对阻滞不灵活产品进行微调整或修整，最终达到100％合格成品。
权利要求
1.全不锈钢直线轴承的制造方法，包括以下步骤a、不锈钢轴承套圈先以不锈钢圆管经切割成圆管状坯料，然后车削出轴向内凹大圆弧面与轴向突起的小内凹圆弧面相间的圆管内壁面，经热处理后再进行粗精磨，制成轴承套圈；b、不锈钢保持架采用不锈钢冷轧板，用冲压模具在冲床上冲压出保持架坯片，经冲压中间凹槽，拉伸滚道，冲压滚珠槽，切外边口和精密整形，制成不锈钢保持架片子；c、对外协作件不锈钢滚珠、径向卡环和防尘盖进行精度公差检验，去除不合格品；d、将上述经检验合格的不锈钢套圈、不锈钢保持架片子、不锈钢滚珠、径向卡环和防尘盖用专用工夹具组装成不锈钢直线轴承。
2.根据权利要求1所述的全不锈钢直线轴承的制造方法，其特征在于对圆管状坯料内壁进行车削产生半径为R1的小内凹圆弧面，再对内壁两端面车削向外倾斜10～15度的斜坡，再由特制拉刀在拉床上对套圈内壁拉制若干个半径为R2的内凹大圆弧面。
3.根据权利要求1所述的全不锈钢直线轴承的制造方法，其特征在于套圈热处理的淬火温度为1000～1050℃，再经200℃保温回火，通过热处理后整体硬度可达到HRC60℃。
4.根据权利要求1所述的全不锈钢直线轴承的制造方法，其特征在于将经过滚道拉伸的不锈钢保持架片子由专用模具在精密冲压机床上进行冲压开口的滚珠槽，精度公差在IT6～IT7级。
5.根据权利要求1所述的全不锈钢直线轴承的制造方法，其特征在于对不锈钢保持架片子，经精密整形后放到震动抛光机上采用微小研磨粒和研磨液进行修边去毛，每片经30～40分钟抛研达到整片无毛刺，表面粗糙度达到0.8。
全文摘要
全不锈钢直线轴承的制造方法，包括以下步骤不锈钢轴承套圈先以不锈钢圆管经切割成圆管状坯料，然后车削出轴向内凹大圆弧面与轴向突起的小内凹圆弧面相间的圆管内壁面，经热处理后再进行粗精磨，制成轴承套圈；不锈钢保持架采用不锈钢冷轧板，用冲压模具在冲床上冲压出保持架坯片，经冲压中间凹槽，拉伸滚道，冲压滚珠槽，切外边口和精密整形，制成不锈钢保持架片子。轴承套圈和保持架采用不锈钢具有机械强度大，加工精度高，表面光洁度好的优点。钢球在钢制保持架滚道上作往复循环运动的摩擦系数小，延长使用寿命，也能长时间保持产品精度公差。在长时期的恶劣环境中不腐蚀，不影响产品公差精度。
文档编号F16C29/06GK101092989SQ20071006989
公开日2007年12月26日 申请日期2007年7月4日 优先权日2007年7月4日
发明者郑世良, 梅雪成 申请人:宁波恒力汽配轴承有限公司