CN110541888A - 一种油冷轴承座及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油冷轴承座及其加工方法，包括轴承座座体、轴承压盖和盖板，轴承座座体包括一体成型的本体底座和本体凸台，本体底座的四顶角内侧开设有若干安装孔，本体凸台呈半圆柱形，本体凸台的侧壁开设有冷却水道；本发明中的油冷的循环管路部分结构（冷却水道）采用粉末冶金技术直接成型，其中位于本体底座内的钻孔水道，采用钻孔加工得到，工艺简单，同时盖板与轴承座座体上的冷却水道经氢弧焊密封焊接，具有焊接牢固、使用寿命较长且结构简单的特点。

Description

一种油冷轴承座及其加工方法
技术领域
本发明涉及机械零件加工工艺领域，具体是一种油冷轴承座及其加工方法。
背景技术
轧钢在旋转的轧辊间改变钢锭，钢坯形状的压力加工过程叫轧钢。轧钢的目的与其他压力加工一样，一方面是为了得到需要的形状，例如：钢板，带钢，线材以及各种型钢等；另一方面是为了改善钢的内部质量，我们常见的汽车板、桥梁钢、锅炉钢、管线钢、螺纹钢、钢筋、电工硅钢、镀锌板、镀锡板，包括火车轮都是通过轧钢工艺加工出来的。
其中热轧工艺是指从炼钢厂出来的钢坯还仅仅是半成品，必须到轧钢厂去进行轧制以后，才能成为合格的产品。从炼钢厂送过来的连铸坯，首先是进入加热炉，然后经过初轧机反复轧制之后，进入精轧机。轧钢属于金属压力加工，说简单点，轧钢板就像压面条，经过擀面杖的多次挤压与推进，面就越擀越薄。在热轧生产线上，轧坯加热***，被辊道送入轧机，最后轧成用户要求的尺寸。轧钢是连续的不间断的作业，钢带在辊道上运行速度快，设备自动化程度高，效率也高。从平炉出来的钢锭也可以成为钢板，但首先要经过加热和初轧开坯才能送到热轧线上进行轧制，工序改用连铸坯就简单多了，一般连铸坯的厚度为150～250mm，先经过除磷到初轧，经辊道进入精轧轧机，精轧机由7架4辊式轧机组成，机前装有测速辊和飞剪，切除板面头部。精轧机的速度可以达到23m/s。热轧成品分为钢卷和锭式板两种，经过热轧后的钢轨厚度一般在几个毫米,如果用户要求钢板更薄的话，还要经过冷轧。
轧钢机，是实现金属轧制过程的机械设备，泛指完成轧材生产全过程的装备﹐包括有主要设备﹑辅助设备﹑起重运输设备和附属设备等；轧钢机工作时表面温度较高，采用普通的轴承座无法使用，必须采用水冷式轴承座，现有的连铸机轴承座制作工艺较复杂、使用寿命较短，导致生产和维护成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油冷轴承座及其加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种油冷轴承座，包括轴承座座体、轴承压盖和盖板，轴承座座体包括一体成型的本体底座和本体凸台，本体底座的四顶角内侧开设有若干安装孔，本体凸台呈半圆柱形，本体凸台的侧壁开设有冷却水道。
进一步的，所述轴承座座体的中心位置开设有轴承安装孔，轴承安装孔的左右两端分别设有外阶梯孔和内阶梯孔，其中外阶梯孔的直径大于轴承安装孔的直径，其中轴承安装孔的直径大于内阶梯孔的直径，内阶梯孔的左端用于抵接安装在轴承安装腔内的轴承，外阶梯孔的左端用于安装轴承压盖。
进一步的，所述外阶梯孔上呈环形阵列开设有六个第一固定螺纹孔，轴承压盖上呈环形阵列开设有六个第一固定沉头孔，第一固定沉头孔与第一固定螺纹孔一一对应设置，第一固定沉头孔与第一固定螺纹孔内螺纹连接有第一固定螺钉，第一固定螺钉用于将轴承压盖轴承座座体固定连接。
进一步的，所述冷却水道中部设有弧形隔板，弧形隔板用于将冷却水道分隔成进水冷却水道和出水冷却水道两部分，分别用于进水和出水，弧形隔板的顶部开设有一过渡通孔，过渡通孔呈圆形、矩形或者其他任意能够使得进水水道和出水水道仅在弧形隔板的顶部连通的形状。
进一步的，所述冷却水道的外侧包覆有半圆弧形的盖板，盖板与本体凸台的侧壁焊接连接；所述盖板的一侧固定连接有进水管和出水管，进水管和出水管分别与进水冷却水道和出水冷却水道连通设置。
进一步的，所述冷却水道的底部两侧对称设有钻孔水道，所述冷却水道和钻孔水道构成一个完成的油冷的循环管路，钻孔水道采用专用钻模，在定位准确、保证精度的同时又提高了生产速度；钻孔水道包括有两条对称设置的进水钻孔水道和两条对称设置的出水钻孔水道，两条对称设置的进水钻孔水道之间呈90°夹角，且两条进水钻孔水道的相互接近的一端相互连通，两条进水钻孔水道的相互背离的一端与进水冷却水道的两端连通；两条对称设置的出水钻孔水道之间呈90°夹角，且两条出水钻孔水道的相互接近的一端相互连通，两条出水钻孔水道的相互背离的一端与出水水道的两端连通。
一种油冷轴承座的加工方法，包括以下步骤：
S1.轴承座座体坯料成形：选择SS410的不锈钢粉末料，将粉末料放置在压模内进行压制，形成轴承座座体坯料；轴承座座体坯料己被压制成带有冷却水道、安装孔、轴承安装孔、外阶梯孔和内阶梯孔的形状及尺寸，压制压力为8-9t/cm2；
S2.轴承座座体烧结：将轴承座座体坯料放置在烧结炉中进行连续烧结，烧结炉包括脱蜡、预烧结、烧结和制冷各功能区段；并对烧结后的坯料的表面进行抛光处理；烧结功能段的烧结温度为1100-1400℃，烧结时间为5min；
S3.轴承座座体车加工：在轴承座座体上钻孔，钻孔后进行攻丝，形成外阶梯孔；使用车床对轴承安装孔、外阶梯孔和内阶梯孔进行精车；形成轴承座座体半成品；用钻床在轴承座座体加工出钻孔水道，得到轴承座座体半成品；
S4.轴承压盖加工：选用板材进行线切割，然后钻孔，钻孔后进行攻丝，形成第一固定沉头孔，得到轴承压盖半成品；
S5.盖板加工：选用板材进行线切割，在板材上钻出与进水管和出水管适配的通孔，最后通过钣金加工得到圆弧形的盖板半成品；
S6.轴承座座体和盖板的焊接处理；轴承座座体在焊接不锈钢板之前进高温炉加热4小时，且保持轴承座座体的温度为120一150℃，采用手工氩弧焊焊接，焊条选用E5015或E309，保证了焊缝的均匀和美观，焊接完成后进炉保温3-4小时，防止轴承座因冷却过快而开裂，然后在盖板上焊接进水管和出水管，得到轴承座半成品；
S7.轴承座半成品的电镀处理：将轴承座半成品在20-30℃的电镀液中处理50-120min；将电镀后的轴承座半成品依次进行出光处理、钝化处理、防锈处理，得油冷轴承座成品；
进一步的，所述步骤S3中为了保证轴承座座体的前、后平面与底面的垂直度，先把轴承座座体的前、后平面在磨床上精磨至图纸尺寸，然后通过夹具以前、后平面之一为基准磨底面，把的前、后平面与底面的垂直度控制在±0.02mm范围内。
进一步的，所述步骤S6加工完毕后使用空气泵、磁棒清除残留铁屑，采用打磨机去除毛刺，按工艺要求进行水压密封试验，并作检验记录。
进一步的，所述步骤S7中防锈处理的温度为35-45℃，pH值为11-11.8，时间为20-120s；所述防锈处理中防锈剂的成分为硅酸钠200-220g/L，三乙醇胺1.2-1.5g/L，硼酸1.5-1.8g/L，乙二胺四乙酸0.15-0.188/L，柠檬酸钠0.5-0.6g/L，醋酸纤维素0.5-1.0g/L。
与现有技术相比，本发明的主要部件通过采用粉末冶金进行压制，具有大部分最终尺寸，仅需进行很少的随后的机加工，即可完成，制作工艺简单、大大节约了金属原料、节省了大量劳动力，降低产品的生产成本；本发明中的油冷的循环管路部分结构（冷却水道）采用粉末冶金技术直接成型，其中位于本体底座内的钻孔水道，采用钻孔加工得到，工艺简单，同时盖板与轴承座座体上的冷却水道经氢弧焊密封焊接，具有焊接牢固、使用寿命较长且结构简单的特点。
附图说明
图1为一种油冷轴承座的正视图。
图2为一种油冷轴承座的侧视图。
图3为一种油冷轴承座的结构示意图。
图4为一种油冷轴承座中冷却水道的结构示意图。
图5为一种油冷轴承座中冷却水管的剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例一，请参阅图1-5，一种油冷轴承座，包括轴承座座体100、轴承压盖200和盖板400，轴承座座体100包括一体成型的本体底座101和本体凸台102，本体底座101的四顶角内侧开设有若干安装孔106，本体凸台102呈半圆柱形，本体凸台102的侧壁开设有冷却水道300，
所述轴承座座体100的中心位置开设有轴承安装孔103，轴承安装孔103的左右两端分别设有外阶梯孔104和内阶梯孔105，其中外阶梯孔104的直径大于轴承安装孔103的直径，其中轴承安装孔103的直径大于内阶梯孔105的直径，内阶梯孔105的左端用于抵接安装在轴承安装腔103内的轴承，外阶梯孔104的左端用于安装轴承压盖200；
所述外阶梯孔104上呈环形阵列开设有六个第一固定螺纹孔1041，轴承压盖200上呈环形阵列开设有六个第一固定沉头孔201，第一固定沉头孔201与第一固定螺纹孔1041一一对应设置，第一固定沉头孔201与第一固定螺纹孔1041内螺纹连接有第一固定螺钉2011，第一固定螺钉2011用于将轴承压盖200轴承座座体100固定连接；
所述冷却水道300中部设有弧形隔板301，弧形隔板301用于将冷却水道300分隔成进水冷却水道3011和出水冷却水道3012两部分，分别用于进水和出水，弧形隔板301的顶部开设有一过渡通孔302，过渡通孔302呈圆形、矩形或者其他任意能够使得进水水道3011和出水水道3012仅在弧形隔板301的顶部连通的形状；
所述冷却水道300的外侧包覆有半圆弧形的盖板400，盖板400与本体凸台102的侧壁焊接连接；所述盖板400的一侧固定连接有进水管4001和出水管4002，进水管4001和出水管4002分别与进水冷却水道3011和出水冷却水道3012连通设置；
所述冷却水道300的底部两侧对称设有钻孔水道303，所述冷却水道300和钻孔水道303构成一个完成的油冷的循环管路，钻孔水道303采用专用钻模，在定位准确、保证精度的同时又提高了生产速度；钻孔水道303包括有两条对称设置的进水钻孔水道3031和两条对称设置的出水钻孔水道3032，两条对称设置的进水钻孔水道3031之间呈90°夹角，且两条进水钻孔水道3031的相互接近的一端相互连通，两条进水钻孔水道3031的相互背离的一端与进水冷却水道3011的两端连通；两条对称设置的出水钻孔水道3032之间呈90°夹角，且两条出水钻孔水道3032的相互接近的一端相互连通，两条出水钻孔水道3032的相互背离的一端与出水水道3012的两端连通。
一种油冷轴承座的加工方法，包括以下步骤：
S1.轴承座座体100坯料成形：选择SS410的不锈钢粉末料，将粉末料放置在压模内进行压制，形成轴承座座体100坯料；轴承座座体100坯料己被压制成带有冷却水道300、安装孔106、轴承安装孔103、外阶梯孔104和内阶梯孔105的形状及尺寸，压制压力为8-9t/cm2；
S2.轴承座座体100烧结：将轴承座座体100坯料放置在烧结炉中进行连续烧结，烧结炉包括脱蜡、预烧结、烧结和制冷各功能区段；并对烧结后的坯料的表面进行抛光处理；烧结功能段的烧结温度为1100-1400℃，烧结时间为5min；
S3.轴承座座体100车加工：在轴承座座体100上钻孔，钻孔后进行攻丝，形成外阶梯孔104；使用车床对轴承安装孔103、外阶梯孔104和内阶梯孔105进行精车；形成轴承座座体100半成品；用钻床在轴承座座体100加工出钻孔水道303，得到轴承座座体100半成品；
S4.轴承压盖200加工：选用板材进行线切割，然后钻孔，钻孔后进行攻丝，形成第一固定沉头孔201，得到轴承压盖200半成品；
S5.盖板400加工：选用板材进行线切割，在板材上钻出与进水管4001和出水管4002适配的通孔，最后通过钣金加工得到圆弧形的盖板400半成品；
S6.轴承座座体100和盖板400的焊接处理；轴承座座体100在焊接不锈钢板之前进高温炉加热4小时，且保持轴承座座体100的温度为120一150℃，采用手工氩弧焊焊接，焊条选用E5015或E309，保证了焊缝的均匀和美观，焊接完成后进炉保温3-4小时，防止轴承座因冷却过快而开裂，然后在盖板400上焊接进水管4001和出水管4002，得到轴承座半成品；
预热温度和层间温度:焊前预热和层间温度的控制对减少裂纹的形成有一定影响。预热温度过高，会导致焊缝的冷却速度变慢，有可能引起焊接接头晶粒边界碳化物的析出和形成铁素体组织，大大地降低接头的冲击韧性。预热温度过低，则起不到预热的作用，无法防止裂纹的形成。
焊后温度的控制及回火热处理:焊后必须缓慢冷却至100-150℃，保温0.5-1h，使焊接接头的组织全部转变为马氏体，随后才能升温回火，进行热处理。
S7.轴承座半成品的电镀处理
将轴承座半成品在20-30℃的电镀液中处理50-120min；将电镀后的轴承座半成品依次进行出光处理、钝化处理、防锈处理，得油冷轴承座成品；其中防锈处理的温度为35-45℃，pH值为11-11.8，时间为20-120s；所述防锈处理中防锈剂的成分为硅酸钠200-220g/L，三乙醇胺1.2-1.5g/L，硼酸1.5-1.8g/L，乙二胺四乙酸0.15-0.188/L，柠檬酸钠0.5-0.6g/L，醋酸纤维素0.5-1.0g/L；
进一步的，所述步骤S3中为了保证轴承座座体100的前、后平面与底面的垂直度，先把轴承座座体100的前、后平面在磨床上精磨至图纸尺寸，然后通过夹具以前、后平面之一为基准磨底面，把的前、后平面与底面的垂直度控制在±0.02mm范围内。
进一步的，所述步骤S6加工完毕后使用空气泵、磁棒清除残留铁屑，采用打磨机去除毛刺，按工艺要求进行水压密封试验，并作检验记录。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种油冷轴承座，其特征在于，包括轴承座座体、轴承压盖和盖板，轴承座座体包括一体成型的本体底座和本体凸台，本体底座的四顶角内侧开设有若干安装孔，本体凸台呈半圆柱形，本体凸台的侧壁开设有冷却水道。
2.根据权利要求1所述的一种油冷轴承座，其特征在于，所述轴承座座体的中心位置开设有轴承安装孔，轴承安装孔的左右两端分别设有外阶梯孔和内阶梯孔，其中外阶梯孔的直径大于轴承安装孔的直径，其中轴承安装孔的直径大于内阶梯孔的直径，内阶梯孔的左端用于抵接安装在轴承安装腔内的轴承，外阶梯孔的左端用于安装轴承压盖。
3.根据权利要求2所述的一种油冷轴承座，其特征在于，所述外阶梯孔上呈环形阵列开设有六个第一固定螺纹孔，轴承压盖上呈环形阵列开设有六个第一固定沉头孔，第一固定沉头孔与第一固定螺纹孔一一对应设置，第一固定沉头孔与第一固定螺纹孔内螺纹连接有第一固定螺钉，第一固定螺钉用于将轴承压盖轴承座座体固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种油冷轴承座，其特征在于，所述冷却水道中部设有弧形隔板，弧形隔板用于将冷却水道分隔成进水冷却水道和出水冷却水道两部分，分别用于进水和出水，弧形隔板的顶部开设有一过渡通孔，过渡通孔呈圆形、矩形或者其他任意能够使得进水水道和出水水道仅在弧形隔板的顶部连通的形状。
5.根据权利要求4所述的一种油冷轴承座，其特征在于，所述冷却水道的外侧包覆有半圆弧形的盖板，盖板与本体凸台的侧壁焊接连接；所述盖板的一侧固定连接有进水管和出水管，进水管和出水管分别与进水冷却水道和出水冷却水道连通设置。
6.根据权利要求1所述的一种油冷轴承座，其特征在于，所述冷却水道的底部两侧对称设有钻孔水道，所述冷却水道和钻孔水道构成一个完成的油冷的循环管路，钻孔水道采用专用钻模，在定位准确、保证精度的同时又提高了生产速度；钻孔水道包括有两条对称设置的进水钻孔水道和两条对称设置的出水钻孔水道，两条对称设置的进水钻孔水道之间呈90°夹角，且两条进水钻孔水道的相互接近的一端相互连通，两条进水钻孔水道的相互背离的一端与进水冷却水道的两端连通；两条对称设置的出水钻孔水道之间呈90°夹角，且两条出水钻孔水道的相互接近的一端相互连通，两条出水钻孔水道的相互背离的一端与出水水道的两端连通。
7.一种油冷轴承座的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.轴承座座体坯料成形：选择SS410的不锈钢粉末料，将粉末料放置在压模内进行压制，形成轴承座座体坯料；轴承座座体坯料己被压制成带有冷却水道、安装孔、轴承安装孔、外阶梯孔和内阶梯孔的形状及尺寸，压制压力为8-9t/cm2；
S2.轴承座座体烧结：将轴承座座体坯料放置在烧结炉中进行连续烧结，烧结炉包括脱蜡、预烧结、烧结和制冷各功能区段；并对烧结后的坯料的表面进行抛光处理；烧结功能段的烧结温度为1100-1400℃，烧结时间为5min；
S3.轴承座座体车加工：在轴承座座体上钻孔，钻孔后进行攻丝，形成外阶梯孔；使用车床对轴承安装孔、外阶梯孔和内阶梯孔进行精车；形成轴承座座体半成品；用钻床在轴承座座体加工出钻孔水道，得到轴承座座体半成品；
S4.轴承压盖加工：选用板材进行线切割，然后钻孔，钻孔后进行攻丝，形成第一固定沉头孔，得到轴承压盖半成品；
S5.盖板加工：选用板材进行线切割，在板材上钻出与进水管和出水管适配的通孔，最后通过钣金加工得到圆弧形的盖板半成品；
S6.轴承座座体和盖板的焊接处理；轴承座座体在焊接不锈钢板之前进高温炉加热4小时，且保持轴承座座体的温度为120一150℃，采用手工氩弧焊焊接，焊条选用E5015或E309，保证了焊缝的均匀和美观，焊接完成后进炉保温3-4小时，防止轴承座因冷却过快而开裂，然后在盖板上焊接进水管和出水管，得到轴承座半成品；
S7.轴承座半成品的电镀处理：将轴承座半成品在20-30℃的电镀液中处理50-120min；将电镀后的轴承座半成品依次进行出光处理、钝化处理、防锈处理，得油冷轴承座成品。
8.根据权利要求7所述的一种油冷轴承座的加工方法，其特征在于，所述步骤S3中为了保证轴承座座体的前、后平面与底面的垂直度，先把轴承座座体的前、后平面在磨床上精磨至图纸尺寸，然后通过夹具以前、后平面之一为基准磨底面，把的前、后平面与底面的垂直度控制在±0.02mm范围内。
9.根据权利要求7所述的一种油冷轴承座的加工方法，其特征在于，所述步骤S6加工完毕后使用空气泵、磁棒清除残留铁屑，采用打磨机去除毛刺，按工艺要求进行水压密封试验，并作检验记录。
10.根据权利要求7所述的一种油冷轴承座的加工方法，其特征在于，所述步骤S7中防锈处理的温度为35-45℃ ，pH值为11-11.8，时间为20-120s；所述防锈处理中防锈剂的成分为硅酸钠200-220g/L，三乙醇胺1.2-1.5g/L，硼酸1.5-1.8g/L，乙二胺四乙酸0.15-0.188/L，柠檬酸钠0.5-0.6g/L，醋酸纤维素0.5-1.0g/L。
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