CN110039431A - 一种轴承套圈低损耗高效加工方法 - Google Patents

Abstract

一种轴承套圈低损耗高效加工方法，使用粘胶将切割过的无缝钢管基段粘连成数行数列的长方体结构的无缝钢管组，待粘胶风干后，使用固定夹具装夹；固定夹具包括凸型底座和两个压块，凸型底座的凸台上设有切割通道和定位槽；在无缝钢管组的两端上放置两个压块，待粘胶风干后，将固定夹具和无缝钢管组放置到金刚石线切割机的升降台上，将固定夹具固定在升降台上；升降台的两侧设有一对切割辊，在切割辊上根据所需轴承套圈厚度等距绕上金刚石线，金刚石线切割机运作时，金刚石线做来回往复的直线运动，通过一种类似拉锯的切割方式切割无缝钢管。该方法材料损耗低，加工效率高，可以实现加工出多个轴承套圈，且加工出的轴承套圈品质好。

Description

一种轴承套圈低损耗高效加工方法

技术领域

本发明涉及轴承生产技术，具体为一种通过线切割机实现的轴承套圈低损耗高效加工方法。

背景技术

轴承是当代机械设备中的一种重要零部件，用于确定旋转轴与其他零件相对运动位置，起支承或导向作用。轴承的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中机械载荷的摩擦系数。

目前，轴承套圈的粗胚一般是通过切削无缝钢管得到的，即通过三爪卡盘之类的夹具将一段无缝钢管固定在车床上，通过车刀切削旋转的无缝钢管得到轴承套圈的粗胚。然而，该加工方式的不足在于，1、切削速度较慢；2、材料损耗高。其中，材料损耗高是由于切削时，车刀厚度的无缝钢管材料会被浪费掉，无法得到有效的利用，即使是目前最薄的车刀，也有1.8mm的厚度；同时该方法中，一个车床只能加工一根无缝钢管，进一步降低了加工效率。

线切割是目前可以有效减少切割原材料耗损的有效方法。然而线切割的加工方式主要广泛应用于玻璃和晶体切割领域，而应用在钢材切割的领域，目前仍处于空白阶段。造成这一情况的主要问题在于，线切割机固定玻璃片的夹具和方法无法有效的固定装夹作为轴承套圈原材料的无缝钢管。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种轴承套圈低损耗高效加工方法；该方法材料损耗低，加工效率高，可以实现一次性加工大量的轴承套圈，且加工出的轴承套圈品质好。

本发明的技术方案：一种轴承套圈低损耗高效加工方法，首先将无缝钢管切割成等长的基段，然后使用粘胶将多个基段粘连成数行数列的长方体形状的无缝钢管组，待粘胶风干后，使用固定夹具装夹；所述固定夹具包括凸型底座和两个压块，所述凸型底座的凸台上设有纵向排列的定位槽，所述定位槽相互邻接，定位槽的深度小于无缝钢管的半径，所述凸型底座的凸台上还设有横向排列的切割通道，所述切割通道之间的间隔与轴承套圈的厚度相对应；所述压块上设有与凸型底座对应的定位槽，压块的长度与轴承套圈的厚度相同；将无缝钢管组的下表面涂上粘胶，将其放置于凸型底座上粘连固定，然后在无缝钢管组的两端上各放置两个压块，压块与凸型底座之间通过螺栓联接并压紧无缝钢管组；待粘胶风干后，将固定夹具和无缝钢管组放置到金刚石线切割机的升降台上，所述升降台和凸型底座为插接配合，通过在升降台侧部拧上螺栓从而顶紧凸型底座，将固定夹具固定在升降台上；所述升降台的两侧设有一对切割辊，在切割辊上根据所需轴承套圈厚度等距绕上金刚石线，金刚石线切割机运作时，金刚石线通过做来回往复的直线运动来切割无缝钢管(切割方式与拉锯类似)。

与现有技术相比，本发明的一种轴承套圈低损耗高效加工方法取得了以下有益的技术进步：

(1)低损耗：现有技术中通过车床切削的方式，一方面对应车刀厚度的材料材料会被浪费，另一方面，切削时产生大量切削屑，两方面因素导致了切削时的高耗损；而本发明通过采用金刚石线切割无缝钢管，由于金刚石线很细，且切割时切削屑少，切割温度较低，从而避免了材料因为热形变而产生的耗损，大幅地提高了无缝钢管的材料利用率；

(2)效率高：本发明的切割方法通过专门设计的夹具将无缝钢管组装夹固定，在通过等距绕好的金刚石线切割，一批钢管只需一次切割，即可成批产出，相较于传统车床切削，大幅简化了加工过程，省去了反复进给车刀的繁琐操作，极大的提高了生产效率；

(3)品质好：本发明的切割方法通过金刚石线切割无缝钢管，相较于传统的车刀切削，金刚石线切割工艺具有切割精度高，切割表面光滑平整，厚度均匀，产品具有批一致性好的优点。

作为优化，所述定位槽为4-8列。进一步优化，所述定位槽为6列。再进一步，所述无缝钢管组的为3～5行。无缝钢管的行数或列数过多，都会给金刚石线带来较大的损耗，影响金刚石线的使用寿命，同时还会影响切割出来轴承套圈的品质，而行数或列数过少，则会造成加工效率较低，经济效益较差的问题；经过发明人大量实验得出，在上述特定的数值下，既可以保证较高的加工效率，也可以使切割出的轴承套圈具有较好的品质，并可以保证金刚石线具有较长的使用寿命。

作为优化，所述无缝钢管通过金刚石砂轮切割成等长的段。金刚石砂轮相对于车刀更薄，造成的损耗也更少。

作为优化，切割时，全程需要喷洒切削液。切削液可以提高切割效率，降低切割温度；其中，由于高速切割时摩擦产生的热量，一方面容易使无缝钢管热变形，从而造成一定的热变形损耗，另一方面，切削液可以冲刷在金刚石线上的金属屑，从而保证工件的切割品质。

作为优化，切削液的组分为：0.1～0.8wt％的正硅酸乙酯、25～35wt％的乙醇溶液、10～15％wt的聚乙二醇、0.3～0.6wt％的硼化二乙醇胺、2～4％wt的金属缓蚀剂和余量的去离子水。所述配方的切削液具有较好的冷却、润滑和提高切削效率的作用。进一步，所述金属缓蚀剂包括50～60％wt的硅酸盐和余量的润滑剂。硅酸盐性质较稳定，作为金属缓蚀剂使用，可以有效提高切削效率。再进一步，所述润滑剂为聚乙烯醇。聚乙烯醇可以提高切割时，金刚石线走线的流畅度，同时可以保护金刚石线，延长金刚石线的使用寿命。

作为优化，所述金刚石线的线径为0.2mm～0.3mm。由于金刚石线切割机一般用于加工硅片之类的晶体时，金刚石线的线径为为0.12mm～0.18mm；而加工金属制品的金刚石线的线径应相应增加，经发明人大量实验发现，该区间线径的金刚石线，不但可以提高切割效率，也可以有效防止金刚石线的过度损耗甚至崩断。

附图说明

图1是本发明的轴承套圈低损耗高效加工方法的工作状态示意图；

图2是本发明中的固定夹具的结构示意图；

图3是本发明中的凸型底座的结构示意图。

附图中的标记为：1-无缝钢管；2-无缝钢管组；3-固定夹具；31-凸型底座；311-切割通道；32-压块；4-定位槽；5-螺栓；6-升降台；7-切割辊；8-金刚石线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

如图1-3所示，一种轴承套圈低损耗高效加工方法，先将无缝钢管1切割成等长的基段，然后使用粘胶将多个基段粘连成数行数列的长方体形状的无缝钢管组2，待粘胶风干后，使用固定夹具3装夹；所述固定夹具3包括凸型底座31和两个压块32，所述凸型底座31的凸台上设有纵向排列的定位槽4，所述定位槽4相互邻接，定位槽4的深度小于无缝钢管1的半径，所述凸型底座31的凸台上还设有横向排列的切割通道311，所述切割通道311之间的间隔与轴承套圈的厚度相对应；所述压块32上设有与凸型底座31对应的定位槽4，压块32的长度与轴承套圈的厚度相同；将无缝钢管组2的下表面涂上粘胶，将其放置于凸型底座31上粘连固定，然后在无缝钢管组2的两端上各放置两个压块32，压块32与凸型底座31之间通过螺栓5联接并压紧无缝钢管组2；待粘胶风干后，将固定夹具3和无缝钢管组2放置到金刚石线切割机的升降台6上，所述升降台6和凸型底座31为插接配合，通过在升降台6侧部拧上螺栓5从而顶紧凸型底座31，将固定夹具3固定在升降台6上；所述升降台6的两侧设有一对切割辊7，在切割辊7上根据所需轴承套圈厚度等距绕上金刚石线8，金刚石线切割机运作时，金刚石线8做来回往复的直线运动，通过一种类似拉锯的切割方式来切割无缝钢管1。

待切割完毕后，无缝钢管组2被切割成片状，用橡胶锤敲打粘连在固定夹具3上的无缝钢管组2，并将其取出，得到片状的无缝钢管组2，将其放到丙酮溶液中浸泡，待丙酮完全去除粘胶，轴承套圈的粗胚即完成。

所述定位槽4为4-8列。所述定位槽4为6列。所述无缝钢管组2的为3～5行。无缝钢管2的行数或列数过多，都会给金刚石线8带来较大的损耗，从而无法保证切割出来轴承套圈的品质，而行数或列数过少，则会造成加工效率较低，经济效益较差的问题；经过发明人大量实验得出，在上述特定的数值下，既可以保证较高的加工效率，也可以使切割出的轴承套圈具有较好的品质。

所述无缝钢管1通过金刚石砂轮切割成等长的段。金刚石砂轮相对于车刀更薄，造成的损耗也更少。

切割时，全程需要喷洒切削液。切削液可以提高切割效率，降低切割温度；其中，由于高速切割时摩擦产生的热量，一方面容易使无缝钢管1热变形，从而造成一定的热变形损耗，另一方面，切削液可以冲刷在金刚石线8上的金属屑，从而保证工件的切割品质。

切削液的组分可以是：0.1～0.8wt％的正硅酸乙酯、25～35wt％的乙醇溶液、10～15％wt的聚乙二醇、0.3～0.6wt％的硼化二乙醇胺、2～4％wt的金属缓蚀剂和余量的去离子水。制备时：将正硅酸乙酯和乙醇溶液倒入容器中，混合后并置于50℃左右的恒温水浴中，在连续搅拌条件下快速将氨水滴入混合液中，使之均匀混合反应5h左右。待反应完毕后，加入聚乙二醇，蒸馏出乙醇及氨水，升温到110℃并保温反应1h，降温后，加入硼化二乙醇胺、金属缓蚀剂，然后加去离子水，搅拌均匀即得到切削液。上述配方制得的切削液具有较好的冷却、润滑和提高切削效率的作用。

进一步，所述金属缓蚀剂包括50～60％wt的硅酸盐和余量的润滑剂。硅酸盐性质较稳定，作为金属缓蚀剂使用，可以有效提高切削效率。再进一步，所述润滑剂为聚乙烯醇。聚乙烯醇可以提高切割时，金刚石线走线的流畅度，同时可以保护金刚石线8，延长金刚石线8的使用寿命。

所述金刚石线8的线径为0.2mm～0.3mm。由于金刚石线切割机一般用于加工硅片之类的晶体时，金刚石线8的线径为为0.12mm～0.18mm；而加工金属制品的金刚石线8的线径应相应增加，经发明人大量实验发现，该区间线径的金刚石线8，不但可以提高切割效率，也可以有效防止金刚石线8的过度损耗甚至崩断。

对应的，基于上述内容，本发明实际也提供了一种用于配套金刚石线切割机切割无缝钢管时的固定夹具3，所述固定夹具3包括凸型底座31和两个压块32，所述凸型底座31的凸台上设有纵向排列的定位槽4，所述定位槽4相互邻接，定位槽4的深度小于无缝钢管1的半径，所述凸型底座31的凸台上还设有横向排列的切割通道311，所述切割通道311之间的间隔与轴承套圈的厚度相对应；所述压块32上设有与凸型底座31对应的定位槽4，压块32的长度与轴承套圈的厚度相同。装夹无缝钢管时，所述压块32和所述凸型底座31可以通过螺栓固定联接。

上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它技术方案。

Claims (10)

1.一种轴承套圈低损耗高效加工方法，其特征在于：首先将无缝钢管切割成等长的基段，然后使用粘胶将多个基段粘连成数行数列的长方体形状的无缝钢管组，待粘胶风干后，使用固定夹具装夹；

所述固定夹具包括凸型底座和两个压块，所述凸型底座的凸台上设有纵向排列的定位槽，所述定位槽相互邻接，定位槽的深度小于无缝钢管的半径，所述凸型底座的凸台上还设有横向排列的切割通道，所述切割通道之间的间隔与轴承套圈的厚度相对应；所述压块上设有与凸型底座对应的定位槽，压块的长度与轴承套圈的厚度相同；

将无缝钢管组的下表面涂上粘胶，将其放置于凸型底座上粘连固定，然后在无缝钢管组的两端上各放置两个压块，压块与凸型底座之间通过螺栓联接并压紧无缝钢管组；

待粘胶风干后，将固定夹具和无缝钢管组放置到金刚石线切割机的升降台上，所述升降台和凸型底座为插接配合，通过在升降台侧部拧上螺栓从而顶紧凸型底座，将固定夹具固定在升降台上；

所述升降台的两侧设有一对切割辊，在切割辊上根据所需轴承套圈厚度等距绕上金刚石线，金刚石线切割机运作时，金刚石线通过做来回往复的直线运动来切割无缝钢管。

2.根据权利要求1所述的一种轴承套圈低损耗高效加工方法，其特征在于：所述定位槽的数量为4-8列。

3.根据权利要求1所述的一种轴承套圈低损耗高效加工方法，其特征在于：所述定位槽的数量为6列。

4.根据权利要求2或3所述的一种轴承套圈低损耗高效加工方法，其特征在于：所述无缝钢管组的行数为3～5行。

5.根据权利要求1所述的一种轴承套圈低损耗高效加工方法，其特征在于：所述无缝钢管通过金刚石砂轮切割成等长的段。

6.根据权利要求1所述的一种轴承套圈低损耗高效加工方法，其特征在于：金刚石线切割机切割时，全程喷洒切削液。

7.根据权利要求6所述的一种轴承套圈低损耗高效加工方法，其特征在于，所述切削液的组分为：0.1～0.8wt％的正硅酸乙酯、25～35wt％的乙醇溶液、10～15％wt的聚乙二醇、0.3～0.6wt％的硼化二乙醇胺、2～4％wt的金属缓蚀剂和余量的去离子水。

8.根据权利要求7所述的一种轴承套圈低损耗高效加工方法，其特征在于：所述金属缓蚀剂包括50～60％wt的硅酸盐和余量的润滑剂。

9.根据权利要求8所述的一种轴承套圈低损耗高效加工方法，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯醇。

10.根据权利要求4所述的一种轴承套圈低损耗高效加工方法，其特征在于：所述金刚石线的线径为0.2mm～0.3mm。