CN115383554A - 一种高精度球体加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度球体加工工艺，该加工工艺包括以下步骤：下料冲坯，利用锯床对钢棒进行切割下料，通过机械传输设备将下料件传输至高频感应加热炉，控制炉温为1000℃‑1200℃，加热结束的下料件采用冲压头配合模具进行冲压，使之预成型为球状；通过在固定磨盘内开设风腔，利用进气管向风腔内鼓入空气，由于通气孔斜向布置，且连通滚珠槽与风腔，因此在气流充满风腔后，会通过通气孔进入滚珠槽内，由于打磨过程中，配合油液的润滑，固定磨盘与活动磨盘之间的滚珠槽相对封闭，因此球体打磨后产生的打磨余料会在斜向布置的通气孔作用下，移动在滚珠槽内，并随着滚珠槽排出活动磨盘。
Description
技术领域
本发明涉及球体加工技术领域，具体是一种高精度球体加工工艺。
背景技术
金属球体的加工制造一般可用于球阀阀体以及轴承，其中轴承中的球体加工精度要求高。
在加工轴承中的球体时，需要经过切坯、冲压、粗加工、热处理、精加工以及抛光，才能使得钢棒坯料加工制造为球体，其中最重要的是精加工阶段，需要重复性的对预加工后的球体进行打磨，使之表面残留金属毛刺被打磨干净，随后经过抛光产生光泽和增加球体的精度。
在现有加工球体的过程中，精加工阶段一般采用磨盘对球体进行打磨，传统的磨盘一般只能通过多次打磨来实现球体的磨削效果，使之精度提高，而在磨削过程中，由于磨盘之间相对处于封闭状态，因此打磨后产生的打磨余料会残留于磨盘中，导致后续进入磨盘中的球体与打磨余料产生摩擦，进而导致打磨过度，使得生产的球体尺寸有细微的误差，不利于高精度球体的加工及生产；因此，针对上述问题提出一种高精度球体加工工艺。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决上述至少一个问题，本发明提出的一种高精度球体加工工艺。
一种高精度球体加工工艺，该加工工艺包括以下步骤：
步骤S1：下料冲坯，利用锯床对钢棒进行切割下料，通过机械传输设备将下料件传输至高频感应加热炉，控制炉温为1000℃-1200℃，加热结束的下料件采用冲压头配合模具进行冲压，使之预成型为球状；
步骤S2：粗加工，冲压后形成的球状物料，中部及两侧仍有冲压余料，利用转盘引导球状物料，使之移动至磨盘中进行粗磨，经过磨盘的球状物料，表面冲压余料得以消磨，得到表面呈磨砂质感的球体；
步骤S3：热处理，对粗加工后得到的球体进行渗碳淬火，将球体加热至750℃-900℃，再进行强渗碳，渗碳步骤后，再进行油淬，随后引导至冷却盘中进行冷却清洗，清洗后的洁净球体再经机械传输设备传输至转盘中；
步骤S4：精加工，利用转盘将洁净球体引导至精细磨盘中，经精细磨盘磨削后的洁净球体重新引导至转盘中，重复多次磨削，刀模得到精细球体；
步骤S5：抛光，使用抛光集合抛光机，对精细球体的表面进行抛光处理，得到高精度球体。
优选的，所述步骤S3中，渗碳具体步骤为：将球体加热至750℃-900℃，保持碳势为0.8-1.2，进行强渗碳，维持2-2.5h；随后进行扩散，将球体加热至850℃-1000℃，碳势控制在0.5-0.8，持续1.4-2h；再进行淬火，渗碳扩散后，将温度冷却至700℃-800℃，碳势控制为0.5-0.8，保温0.5-1.5h后，将球体置入50℃-120℃的油液中淬火冷却；冷却后除油，经过清洗去除球体表面油渍，清洗液温度控制为50℃-60℃；最后回火，温度控制为160℃-220℃，回火时间为2-3.5h。
优选的，所述步骤S4中，精细磨盘包括活动磨盘与固定磨盘；所述活动磨盘经外接驱动机构驱动；所述固定磨盘与所述活动磨盘贴合；所述固定磨盘底部一侧连通有进气管；所述固定磨盘与活动磨盘相对的一侧开设有滚珠槽；所述固定磨盘内开设有风腔；所述进气管连通风腔；所述滚珠槽上开设有通气孔，且所述通气孔连通风腔。
优选的，所述固定磨盘对应于进气管的一侧固接有进料盘以及出料盘；所述进料盘水平布置，且所述出料盘斜向布置；所述进料盘远离于固定磨盘的一端固接有引导盘；所述出料盘远离于固定盘的一端固接在引导盘中；所述引导盘与所述固定盘交叉布置。
优选的，所述引导盘底部转动连接有活动板，且所述引导盘上固接有挡板；所述引导盘的一端设置有连接端，且所述挡板靠近于连接端布置。
优选的，所述固定磨盘内靠近于出料盘的一端开设有集料腔；所述固定磨盘表面靠近于出料盘的一端开设有集料口；所述集料口连通集料腔。
优选的，所述固定磨盘中部开设有契合槽，且所述契合槽靠近于活动磨盘的一端开设有活动槽；所述活动槽上转动连接有卡爪；所述契合槽内卡接有集料框，且所述卡爪卡接在集料框的外侧表面；所述卡爪表面低于固定磨盘表面；所述契合槽侧壁上连通有下料管；所述下料管连通契合槽与集料腔。
优选的，所述活动槽侧壁上固接有转轴，且所述卡爪套接在转轴上；所述转轴上套接有扭簧；所述扭簧一侧卡接在卡爪侧壁上，且所述扭簧另一侧卡接在契合槽侧壁上。
本发明的有益之处在于：
1.本发明通过在固定磨盘内开设风腔，利用进气管向风腔内鼓入空气，由于通气孔斜向布置，且连通滚珠槽与风腔，因此在气流充满风腔后，会通过通气孔进入滚珠槽内，由于打磨过程中，配合油液的润滑，固定磨盘与活动磨盘之间的滚珠槽相对封闭，因此球体打磨后产生的打磨余料会在斜向布置的通气孔作用下，移动在滚珠槽内，并随着滚珠槽排出活动磨盘。
2.本发明通过在固定磨盘靠近于出料盘的一端内部设置集料腔，当风腔内部充满气体后，气流会通过通气孔流通在滚球槽中，并带动打磨余料移动在滚球槽中，直至将打磨余料带动至靠近于出料盘一端的集料口处，使之掉落在集料口内，掉落在集料腔内的打磨余料，由于集料腔与风腔并不直接连通，因此在重力作用下，打磨余料会通过下料管掉落在固定磨盘的中部，实现对打磨余料的收集效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一种实施例的加工工艺流程图；
图2为本发明一种实施例的第一立体图；
图3为本发明一种实施例的第二立体图；
图4为本发明一种实施例的正视图；
图5为本发明一种实施例的第一剖视图；
图6为本发明一种实施例的剖面立体图；
图7为本发明一种实施例的第二剖视图；
图中：1、活动磨盘；21、固定磨盘；211、进气管；212、契合槽；213、滚珠槽；214、活动槽；215、卡爪；216、通气孔；217、集料口；218、扭簧；22、进料盘；23、出料盘；24、引导盘；25、活动板；26、挡板；27、风腔；28、集料腔；281、下料管；29、集料框。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图7所示，一种高精度球体加工工艺，该加工工艺包括以下步骤：
步骤S1：下料冲坯，利用锯床对钢棒进行切割下料，通过机械传输设备将下料件传输至高频感应加热炉，控制炉温为1000℃，加热结束的下料件采用冲压头配合模具进行冲压，使之预成型为球状；
步骤S2：粗加工，冲压后形成的球状物料，中部及两侧仍有冲压余料，利用转盘引导球状物料，使之移动至磨盘中进行粗磨，经过磨盘的球状物料，表面冲压余料得以消磨，得到表面呈磨砂质感的球体；
步骤S3：热处理，对粗加工后得到的球体进行渗碳淬火，将球体加热至750℃，再进行强渗碳，渗碳步骤后，再进行油淬，随后引导至冷却盘中进行冷却清洗，清洗后的洁净球体再经机械传输设备传输至转盘中；
步骤S4：精加工，利用转盘将洁净球体引导至精细磨盘中，经精细磨盘磨削后的洁净球体重新引导至转盘中，重复多次磨削，刀模得到精细球体；
步骤S5：抛光，使用抛光集合抛光机，对精细球体的表面进行抛光处理，得到高精度球体。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤S3中，渗碳具体步骤为：将球体加热至750℃，保持碳势为0.8，进行强渗碳，维持2h；随后进行扩散，将球体加热至850℃，碳势控制在0.5，持续1.4；再进行淬火，渗碳扩散后，将温度冷却至700℃，碳势控制为0.5，保温0.5h后，将球体置入50℃的油液中淬火冷却；冷却后除油，经过清洗去除球体表面油渍，清洗液温度控制为50℃；最后回火，温度控制为160℃，回火时间为2h。
作为本发明的一种实施方式，所述步骤S4中，精细磨盘包括活动磨盘1与固定磨盘21；所述活动磨盘1经外接驱动机构驱动；所述固定磨盘21与所述活动磨盘1贴合；所述固定磨盘21底部一侧连通有进气管211；所述固定磨盘21与活动磨盘1相对的一侧开设有滚珠槽213；所述固定磨盘21内开设有风腔27；所述进气管211连通风腔27；所述滚珠槽213上开设有通气孔216，且所述通气孔216连通风腔27。
具体的，对球体进行精细打磨时，利用立式的精细磨盘可在重力、惯性力以及活动磨盘1的驱动效果下，使得球体活动在固定磨盘21与活动磨盘1之间的滚珠槽213内，当球体由精细磨盘的进口移动至出口时，球体会受到一定的打磨效果，而在打磨过程中，球体表面经精细打磨所产生的打磨余料会残留于滚珠槽213内，在后续的球体进入精细磨盘后，会与打磨余料接触，进而导致产生摩擦，随着球体的不断打磨，后续进入精细磨盘的球体会在打磨余料与滚球槽的打磨效果下被打磨过度，进而导致同一批次的球体加工出现直径误差，不利于生产及销售，通过在固定磨盘21内开设风腔27，利用进气管211向风腔27内鼓入空气，由于通气孔216斜向布置，且连通滚珠槽213与风腔27，因此在气流充满风腔27后，会通过通气孔216进入滚珠槽213内，由于打磨过程中，配合油液的润滑，固定磨盘21与活动磨盘1之间的滚珠槽213相对封闭，因此球体打磨后产生的打磨余料会在斜向布置的通气孔216作用下，移动在滚珠槽213内，并随着滚珠槽213排出活动磨盘1；其中驱动机构为现有的驱动电机配合驱动齿轮结构，为现有技术，在此不再赘述。
作为本发明的一种实施方式，所述固定磨盘21对应于进气管211的一侧固接有进料盘22以及出料盘23；所述进料盘22水平布置，且所述出料盘23斜向布置；所述进料盘22远离于固定磨盘21的一端固接有引导盘24；所述出料盘23远离于固定盘的一端固接在引导盘24中；所述引导盘24与所述固定盘交叉布置。
具体的，为了方便对球体进行精加工，需要重复对球体进行打磨，使之打磨充分，在球体打磨时，经引导盘24引导，使得球体不断通过进料盘22进入固定磨盘21与活动磨盘1之间的滚球槽中，经过活动磨盘1的活动、球体的重力以及活动过程中所产生的惯性力，使得球体能够经过固定磨盘21与活动磨盘1移动至固定磨盘21的一端出口，并通过出料盘23重新落入引导盘24中，随着引导盘24引导，可对球体进行多次打磨，加强打磨效果。
作为本发明的一种实施方式，所述引导盘24底部转动连接有活动板25，且所述引导盘24上固接有挡板26；所述引导盘24的一端设置有连接端，且所述挡板26靠近于连接端布置。
具体的，为了方便球体再引导盘24与精细磨盘之间多次实现打磨效果，在引导盘24底部布置转动的活动板25，利用活动板25带动落在引导盘24中的球体转动在引导盘24内，并在挡板26的作用下，使得移动到挡板26附近的球体能够通过进料盘22重新进入精细磨盘中，而通过出料盘23进入引导盘24中的球体会落入挡板26另一侧，并在活动板25的带动下，重复进入进料盘22，实现重复打磨效果。
作为本发明的一种实施方式，所述固定磨盘21内靠近于出料盘23的一端开设有集料腔28；所述固定磨盘21表面靠近于出料盘23的一端开设有集料口217；所述集料口217连通集料腔28。
具体的，为了方便对球体打磨产生的打磨余料进行收集，于固定磨盘21靠近于出料盘23的一端内部设置集料腔28，当风腔27内部充满气体后，气流会通过通气孔216流通在滚球槽中，并带动打磨余料移动在滚球槽中，直至将打磨余料带动至靠近于出料盘23一端的集料口217处，使之掉落在集料口217内，掉落在集料腔28内的打磨余料，由于集料腔28与风腔27并不直接连通，因此在重力作用下，打磨余料会通过下料管281掉落在固定磨盘21的中部，实现对打磨余料的收集效果，避免打磨余料随着出料盘23移动至引导盘24内，导致打磨后的球体表面磨花。
作为本发明的一种实施方式，所述固定磨盘21中部开设有契合槽212，且所述契合槽212靠近于活动磨盘1的一端开设有活动槽214；所述活动槽214上转动连接有卡爪215；所述契合槽212内卡接有集料框29，且所述卡爪215卡接在集料框29的外侧表面；所述卡爪215表面低于固定磨盘21表面；所述契合槽212侧壁上连通有下料管281；所述下料管281连通契合槽212与集料腔28。
具体的，为了方便对收集后的打磨余料进行收集后处理，在固定磨盘21中的契合槽212内卡接集料框29，当气流带动打磨余料移动至集料口217处时，打磨余料会进入集料腔28中，并在重力作用下经下料管281排出集料腔28，并收集在集料框29中，其中集料框29对打磨余料的收集量有限，因此需要在下料管281中安装电磁阀，利用电磁阀控制下料管281的开合，并利用集料腔28实现对打磨余料的储存效果。
作为本发明的一种实施方式，所述活动槽214侧壁上固接有转轴，且所述卡爪215套接在转轴上；所述转轴上套接有扭簧218；所述扭簧218一侧卡接在卡爪215侧壁上，且所述扭簧218另一侧卡接在契合槽212侧壁上。
具体的，针对集料框29的收集，需要在契合槽212边缘处开设活动槽214，利用转轴支撑卡爪215转动，利用转轴上的扭簧218，在卡爪215受到集料框29挤压而产生翻转时，扭簧218会受到挤压，从而蓄力，在扭簧218的效果下，使得集料框29能够被卡爪215限位在契合槽212中，从而起到限位效果。
工作原理：对球体进行精细打磨时，利用立式的精细磨盘可在重力、惯性力以及活动磨盘1的驱动效果下，使得球体活动在固定磨盘21与活动磨盘1之间的滚珠槽213内，当球体由精细磨盘的进口移动至出口时，球体会受到一定的打磨效果，而在打磨过程中，球体表面经精细打磨所产生的打磨余料会残留于滚珠槽213内，在后续的球体进入精细磨盘后，会与打磨余料接触，进而导致产生摩擦，随着球体的不断打磨，后续进入精细磨盘的球体会在打磨余料与滚球槽的打磨效果下被打磨过度，进而导致同一批次的球体加工出现直径误差，不利于生产及销售，通过在固定磨盘21内开设风腔27，利用进气管211向风腔27内鼓入空气，由于通气孔216斜向布置，且连通滚珠槽213与风腔27，因此在气流充满风腔27后，会通过通气孔216进入滚珠槽213内，由于打磨过程中，配合油液的润滑，固定磨盘21与活动磨盘1之间的滚珠槽213相对封闭，因此球体打磨后产生的打磨余料会在斜向布置的通气孔216作用下，移动在滚珠槽213内，并随着滚珠槽213排出活动磨盘1；
为了方便对球体打磨产生的打磨余料进行收集，于固定磨盘21靠近于出料盘23的一端内部设置集料腔28，当风腔27内部充满气体后，气流会通过通气孔216流通在滚球槽中，并带动打磨余料移动在滚球槽中，直至将打磨余料带动至靠近于出料盘23一端的集料口217处，使之掉落在集料口217内，掉落在集料腔28内的打磨余料，由于集料腔28与风腔27并不直接连通，因此在重力作用下，打磨余料会通过下料管281掉落在固定磨盘21的中部，实现对打磨余料的收集效果，避免打磨余料随着出料盘23移动至引导盘24内，导致打磨后的球体表面磨花；
为了方便对收集后的打磨余料进行收集后处理，在固定磨盘21中的契合槽212内卡接集料框29，当气流带动打磨余料移动至集料口217处时，打磨余料会进入集料腔28中，并在重力作用下经下料管281排出集料腔28，并收集在集料框29中，其中集料框29对打磨余料的收集量有限，因此需要在下料管281中安装电磁阀，利用电磁阀控制下料管281的开合，并利用集料腔28实现对打磨余料的储存效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种高精度球体加工工艺，其特征在于：该加工工艺包括以下步骤：
步骤S1：下料冲坯，利用锯床对钢棒进行切割下料，通过机械传输设备将下料件传输至高频感应加热炉，控制炉温为1000℃-1200℃，加热结束的下料件采用冲压头配合模具进行冲压，使之预成型为球状；
步骤S2：粗加工，冲压后形成的球状物料，中部及两侧仍有冲压余料，利用转盘引导球状物料，使之移动至磨盘中进行粗磨，经过磨盘的球状物料，表面冲压余料得以消磨，得到表面呈磨砂质感的球体；
步骤S3：热处理，对粗加工后得到的球体进行渗碳淬火，将球体加热至750℃-900℃，再进行强渗碳，渗碳步骤后，再进行油淬，随后引导至冷却盘中进行冷却清洗，清洗后的洁净球体再经机械传输设备传输至转盘中；
步骤S4：精加工，利用转盘将洁净球体引导至精细磨盘中，经精细磨盘磨削后的洁净球体重新引导至转盘中，重复多次磨削，刀模得到精细球体；
步骤S5：抛光，使用抛光集合抛光机，对精细球体的表面进行抛光处理，得到高精度球体。
2.根据权利要求1所述的一种高精度球体加工工艺，其特征在于：所述步骤S3中，渗碳具体步骤为：将球体加热至750℃-900℃，保持碳势为0.8-1.2，进行强渗碳，维持2-2.5h；随后进行扩散，将球体加热至850℃-1000℃，碳势控制在0.5-0.8，持续1.4-2h；再进行淬火，渗碳扩散后，将温度冷却至700℃-800℃，碳势控制为0.5-0.8，保温0.5-1.5h后，将球体置入50℃-120℃的油液中淬火冷却；冷却后除油，经过清洗去除球体表面油渍，清洗液温度控制为50℃-60℃；最后回火，温度控制为160℃-220℃，回火时间为2-3.5h。
3.根据权利要求2所述的一种高精度球体加工工艺，其特征在于：所述步骤S4中，精细磨盘包括活动磨盘(1)与固定磨盘(21)；所述活动磨盘(1)经外接驱动机构驱动；所述固定磨盘(21)与所述活动磨盘(1)贴合；所述固定磨盘(21)底部一侧连通有进气管(211)；所述固定磨盘(21)与活动磨盘(1)相对的一侧开设有滚珠槽(213)；所述固定磨盘(21)内开设有风腔(27)；所述进气管(211)连通风腔(27)；所述滚珠槽(213)上开设有通气孔(216)，且所述通气孔(216)连通风腔(27)。
4.根据权利要求3所述的一种高精度球体加工工艺，其特征在于：所述固定磨盘(21)对应于进气管(211)的一侧固接有进料盘(22)以及出料盘(23)；所述进料盘(22)水平布置，且所述出料盘(23)斜向布置；所述进料盘(22)远离于固定磨盘(21)的一端固接有引导盘(24)；所述出料盘(23)远离于固定盘的一端固接在引导盘(24)中；所述引导盘(24)与所述固定盘交叉布置。
5.根据权利要求4所述的一种高精度球体加工工艺，其特征在于：所述引导盘(24)底部转动连接有活动板(25)，且所述引导盘(24)上固接有挡板(26)；所述引导盘(24)的一端设置有连接端，且所述挡板(26)靠近于连接端布置。
6.根据权利要求5所述的一种高精度球体加工工艺，其特征在于：所述固定磨盘(21)内靠近于出料盘(23)的一端开设有集料腔(28)；所述固定磨盘(21)表面靠近于出料盘(23)的一端开设有集料口(217)；所述集料口(217)连通集料腔(28)。
7.根据权利要求6所述的一种高精度球体加工工艺，其特征在于：所述固定磨盘(21)中部开设有契合槽(212)，且所述契合槽(212)靠近于活动磨盘(1)的一端开设有活动槽(214)；所述活动槽(214)上转动连接有卡爪(215)；所述契合槽(212)内卡接有集料框(29)，且所述卡爪(215)卡接在集料框(29)的外侧表面；所述卡爪(215)表面低于固定磨盘(21)表面；所述契合槽(212)侧壁上连通有下料管(281)；所述下料管(281)连通契合槽(212)与集料腔(28)。
8.根据权利要求7所述的一种高精度球体加工工艺，其特征在于：所述活动槽(214)侧壁上固接有转轴，且所述卡爪(215)套接在转轴上；所述转轴上套接有扭簧(218)；所述扭簧(218)一侧卡接在卡爪(215)侧壁上，且所述扭簧(218)另一侧卡接在契合槽(212)侧壁上。
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