專利名稱：一種整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承的滾壓成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自潤滑關(guān)節(jié)軸承的制造方法，特別是涉及整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承的制造方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前我國在航空領(lǐng)域采用的精密自潤滑關(guān)節(jié)軸承產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口，特別是在整體外圈自潤滑軸承的技術(shù)研究和制造方面存在技術(shù)空白。自潤滑關(guān)節(jié)軸承是由帶外球面的內(nèi)圈、帶內(nèi)球面的外圈和粘附在外圈內(nèi)表面的自潤滑層組成。整體式外圈結(jié)構(gòu)的自潤滑關(guān)節(jié)軸承，其外圈與自潤滑層均為一體結(jié)構(gòu)，外圈與內(nèi)圈結(jié)構(gòu)簡單，使用中具有自潤滑可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，但在制造過程中，必須采用使外圈塑性成形的方法，將外圈包絡(luò)成形在內(nèi)圈上。依據(jù)文獻(xiàn)《軸承》1973，(6)提出的運(yùn)用芯棒成形的方法，在成形過程中，造成對潤滑層巨大的接觸擠壓作用，必然對潤滑層造成損傷。而中國專利201110361353. O提出的塑性成形外圈的方法，為了形成外圈內(nèi)球面與符合成品關(guān)節(jié)軸承要求的軸承游隙，在外圈模壓成形過程與軋隙過程中，自潤滑層沒有了內(nèi)球的劇烈擠壓，但也隨著內(nèi)球面的形成，經(jīng)受兩次非均勻的變形，在成形過程中，成形力較大，在成形運(yùn)動(dòng)的過程中，位移變化較小而壓力變化很大，因此位移與壓力難于精確控制，自潤滑層也易造成損傷，使得產(chǎn)品成品率不高、工藝可靠性不高，也易造成自潤滑層與軸承內(nèi)圈外表面損傷。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在問題，本發(fā)明旨在提供一種整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承滾壓成形制造方法，該方法在制造過程中軸承外圈內(nèi)表面粘附的自潤滑層與軸承內(nèi)圈外表面間無劇烈擠壓，因此制造中的成形過程對自潤滑層無損傷，成形后具有符合成品關(guān)節(jié)軸承要求的軸承游隙。
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本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承滾壓成形方法，其特征在于粘附有自潤滑層的外圈坯料成形端內(nèi)表面的滾壓成形和軸承外圈的裝配同時(shí)進(jìn)行，在軸承外圈坯料滾壓成形后，軸承外圈剛好包絡(luò)在軸承內(nèi)圈上，其具體步驟如下
a.先將軸承外圈還料外表面劃分為外圈還料定位端和外圈還料成形端，然后將軸承外圈坯料外表面和內(nèi)表面加工成工藝優(yōu)化的形狀；
b.將自潤滑層貼于外圈坯料的內(nèi)表面上；
c.采用滾壓成形方法使外圈坯料成形端內(nèi)表面隨形貼合于軸承內(nèi)圈上，其具體步驟是先將加工成形的軸承內(nèi)圈置于粘附有自潤滑層的外圈坯料內(nèi)，然后將軸承內(nèi)圈套在下模芯軸上定位，將外圈坯料定位端通過脹緊套固定在下模的沉孔內(nèi)；周向均布的一組圓錐滾子利用斜塊、托環(huán)、保持架裝配于上模座內(nèi)，上模座在設(shè)備主軸的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，上模座依據(jù)給定的工藝參數(shù)向下進(jìn)給，使圓錐滾子對外圈坯料的成形端進(jìn)行滾壓，在滾壓過程中，圓錐滾子既能夠繞自身軸線自轉(zhuǎn)，又能夠在上模座帶動(dòng)下繞模具軸線公轉(zhuǎn)，同時(shí)還可以隨上模座向下進(jìn)給；當(dāng)上模座到達(dá)設(shè)定的目標(biāo)位置，滾壓成形完成；
d.對軸承外圈的端面和外表面進(jìn)行車、磨加工，獲得整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承成品。本發(fā)明所述外圈坯料成形端外表面輪廓素線由外圈坯料成形端外表面直線段、夕卜圈坯料成形端外表面光順曲線組組成，所述外圈坯料定位端外表面輪廓素線由直線段組成，所述外圈坯料內(nèi)表面為張口形狀，其輪廓素線為光順曲線組。本發(fā)明所述外圈坯料定位端外表面為圓柱面，其直徑為成品關(guān)節(jié)軸承外圈外徑加r5mm ;所述外圈坯料成形端外表面直線段的角度與圓錐滾子母線的角度相同；所述外圈坯料成形端外徑最大值大于對應(yīng)成品關(guān)節(jié)軸承外圈外徑的1. 2倍；所述外圈坯料的高度為成品關(guān)節(jié)軸承外圈高度的1. 2倍以上。本發(fā)明所述斜塊可以做成幾組不同角度并按工藝要求進(jìn)行更換，以實(shí)現(xiàn)對不同整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承的滾壓。本發(fā)明的方法是通過精確控制軸承外圈坯料形狀和滾壓工藝參數(shù)，滾壓內(nèi)表面粘附有自潤滑層的外圈坯料成形端，使其內(nèi)表面逐漸塑性變形為內(nèi)球面，形成符合成品軸承要求的軸承游隙，同時(shí)實(shí)現(xiàn)軸承裝配。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)解決了現(xiàn)有整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承外圈成形及裝配對自潤滑層損傷的問題，在關(guān)節(jié)軸承滾壓成形過程中，軸承外圈與軸承內(nèi)圈間無抱死與劇烈擠壓作用，對自潤滑層影響小，不會(huì)造成損傷，并且可以通過滾壓工藝參數(shù)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對軸承游隙的有效控制，關(guān)節(jié)軸承成形后具有符合成品軸承要求的軸承游隙。同時(shí)，軸承外圈的成形變形均勻、成形力小、設(shè)備噸位小，成形質(zhì)量易于控制，滾壓成形的軸承外圈內(nèi)表面形狀與軸承內(nèi)圈外表面形狀一致性好，受力均勻，軸承壽命及可靠性均有明顯提升。


圖1是本發(fā)明的滾壓成形工藝示意 圖2是本發(fā)明的關(guān)節(jié)軸承在滾壓成形前的形狀示意 圖3是本發(fā)明的關(guān)節(jié)軸承在滾壓成形后的形狀示意 圖4是本發(fā)明的關(guān)節(jié)軸承在車、磨加工后獲得的成品形狀示意圖。圖中1-軸承內(nèi)圈，2-自潤滑層，3-軸承外圈坯料，4-斜塊，5-上模座，6-保持架，7-圓錐滾子，8-托環(huán)，9-螺釘，10-脹緊套外環(huán)，11-脹緊套內(nèi)環(huán)，12-下模，13-芯軸，14-外圈還料定位端，15-外圈還料成形端，16-外圈還料成形端外表面直線段,17-外圈還料成形端外表面光順曲線組，18-外圈坯料定位端外表面，19-軸承內(nèi)圈外表面，20-外圈坯料內(nèi)表面,21-變形后的外圈還料成形端,22-變形后的外圈還料內(nèi)表面,23-軸承外圈。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖就具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1及圖2所示，整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承的外圈坯料3為整體環(huán)件，外圈坯料
3分為定位端14與成形端15,外圈還料定位端外表面18為圓柱面,其直徑為成品關(guān)節(jié)軸承外圈外徑加f 5mm，成形端15外表面素線由直線段16和光順曲線組17組成，其中，直線段16的角度與圓錐滾子7母線的角度相同，且成形端15外徑最大值大于對應(yīng)成品關(guān)節(jié)軸承外圈外徑的1. 2倍，外圈坯料3的內(nèi)表面為張口形狀，其素線為經(jīng)過工藝優(yōu)化的光順曲線組，外圈坯料3高度為成品關(guān)節(jié)軸承外圈高度的1. 2倍以上。如圖1所示，首先按成品關(guān)節(jié)軸承尺寸制造出軸承內(nèi)圈1，按成品關(guān)節(jié)軸承尺寸及對外圈坯料3的上述要求，制造出外圈坯料3，在其內(nèi)表面上粘附自潤滑層2，再將軸承內(nèi)圈I置于粘附有自潤滑層2的外圈坯料3內(nèi)；然后，將軸承內(nèi)圈I套在芯軸13上定位，將外圈坯料3的定位端14通過脹緊套外環(huán)10和內(nèi)環(huán)11固定在下模12的沉孔內(nèi)；周向均布的一組圓錐滾子7利用斜塊4、托環(huán)8和保持架6裝配于上模座5內(nèi)，托環(huán)8利用螺紋連接于上模座5上，以固定斜塊4，斜塊4可以做成幾組不同角度的，按工藝要求進(jìn)行更換；上模座5能夠在設(shè)備主軸的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，圓錐滾子7能夠繞自身軸線自轉(zhuǎn)，還能夠在上模座5帶動(dòng)下繞模具軸線公轉(zhuǎn)，同時(shí)，上模座5依據(jù)給定的工藝參數(shù)向下進(jìn)給，圓錐滾子7壓在外圈坯料成形端15由直線段16形成的斜面上，隨著上模座5的進(jìn)給，對外圈坯料成形端15進(jìn)行滾壓，其內(nèi)表面逐漸塑性變形為球面；當(dāng)上模座5到達(dá)設(shè)定的目標(biāo)位置，滾壓成形完成，滾壓成形后的關(guān)節(jié)軸承如圖3所示。此時(shí)，夕卜圈坯料內(nèi)表面20與軸承內(nèi)圈外表面19無抱死與擠壓作用，并且它們之間的間隙符合成品關(guān)節(jié)軸承的游隙要求。最后，通過對軸承外圈的端面和外表面進(jìn)行車、磨加工，獲得整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承成品，如圖4所示。
權(quán)利要求
1.一種整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承滾壓成形方法，其特征在于粘附有自潤滑層的外圈坯料成形端內(nèi)表面的滾壓成形和軸承外圈的裝配同時(shí)進(jìn)行，在軸承外圈坯料滾壓成形后，軸承外圈剛好包絡(luò)在軸承內(nèi)圈上，其具體步驟如下 a.先將軸承外圈還料(3)外表面劃分為外圈還料定位端(14)和外圈還料成形端(15)，然后將軸承外圈坯料外表面和內(nèi)表面加工成工藝優(yōu)化的形狀； b.將自潤滑層(2)貼于外圈坯料(3)的內(nèi)表面上； c.采用滾壓成形方法使外圈坯料成形端(15)內(nèi)表面隨形貼合于軸承內(nèi)圈(I)上，其具體步驟是先將加工成形的軸承內(nèi)圈(I)置于粘附有自潤滑層(2 )的外圈坯料(I)內(nèi)，然后將軸承內(nèi)圈(I)套在下模芯軸(13)上定位，將外圈坯料(3)定位端(14)通過脹緊套固定在下模(12)的沉孔內(nèi)；周向均布的一組圓錐滾子(7)利用斜塊(4)、托環(huán)(8)、保持架(6)裝配于上模座(5 )內(nèi)，上模座(5 )在設(shè)備主軸的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，上模座(5 )依據(jù)給定的工藝參數(shù)向下進(jìn)給，使圓錐滾子(7)對外圈坯料(3)的成形端(15)進(jìn)行滾壓，在滾壓過程中，圓錐滾子(7)既能夠繞自身軸線自轉(zhuǎn)，又能夠在上模座(5)帶動(dòng)下繞模具軸線公轉(zhuǎn)，同時(shí)還可以隨上模座(5 )向下進(jìn)給；當(dāng)上模座(5 )到達(dá)設(shè)定的目標(biāo)位置，滾壓成形完成； d.對軸承外圈(23)的端面和外表面進(jìn)行車、磨加工，獲得整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承成品O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承的滾壓成形方法，其特征在于所述外圈坯料成形端(15)外表面輪廓素線由外圈坯料成形端外表面直線段(16)、外圈坯料成形端外表面光順曲線組(17)組成，所述外圈坯料定位端外表面(18)輪廓素線由直線段組成，所述外圈坯料內(nèi)表面(20)為張口形狀，其輪廓素線為光順曲線組。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承的滾壓成形方法，其特征在于所述外圈坯料定位端外表面(18)為圓柱面，其直徑為成品關(guān)節(jié)軸承外圈外徑加f5mm ；所述外圈坯料成形端外表面直線段(16)的角度與圓錐滾子(7)母線的角度相同；所述外圈坯料成形端(15)外徑最大值大于對應(yīng)成品關(guān)節(jié)軸承外圈外徑的1. 2倍；所述外圈坯料(3)的高度為成品關(guān)節(jié)軸承外圈高度的1. 2倍以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承的滾壓成形方法，其特征在于所述斜塊(4)可以做成幾組不同角度并按工藝要求進(jìn)行更換，以實(shí)現(xiàn)對不同整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承的滾壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承滾壓成形方法，其特征是粘附有自潤滑層的外圈坯料成形端內(nèi)表面的滾壓成形和軸承外圈的裝配同時(shí)進(jìn)行，在軸承外圈坯料滾壓成形后，軸承外圈剛好包絡(luò)在軸承內(nèi)圈上，具體步驟是先將軸承外圈坯料外表面和內(nèi)表面加工成工藝優(yōu)化的形狀，再將自潤滑層貼于外圈坯料內(nèi)表面上，然后采用滾壓成形方法使外圈坯料成形端內(nèi)表面隨形貼合于軸承內(nèi)圈上，最后對軸承外圈的端面和外表面進(jìn)行車、磨加工，獲得整體外圈自潤滑關(guān)節(jié)軸承成品。本發(fā)明在成形過程中，軸承外圈與內(nèi)圈間無抱死與擠壓作用，對自潤滑層無損傷，同時(shí)可以通過滾壓工藝參數(shù)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)對軸承游隙的有效控制，并且滾壓成形變形均勻、成形力小、易于控制。
文檔編號(hào)F16C33/64GK103062225SQ201310015829
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者楊育林, 馬春榮, 陳繼剛, 胡占齊 申請人:燕山大學(xué)