車輛搖臂軸承的製作方法
2023-06-10 10:13:06 1
專利名稱：車輛搖臂軸承的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及滾針軸承，尤其是汽車、摩託車發動機氣門工作中搖臂軸承。
背景技術：
汽車、摩託車搖臂軸承為發動機氣門工作中的搖臂部件，在氣門工作時受凸輪軸旋轉影響搖臂呈展開與閉合工作狀態，隨著車輛給油量的大小即發動機轉速的變化，氣門展開與閉合頻率隨之變化，搖臂呈上下敲擊狀態，速率達5000次/分鐘，搖臂工作時靠搖臂軸承旋轉運動，搖臂軸承需要承受巨大的敲擊負荷。 搖臂軸承由外圈、滾動體(滾針)、內圈(內套銷軸)組成，由於外形尺寸都比較小，加工後測量區段較短，不易發現尺寸缺陷。滾針長度為5. 5毫米，一些生產企業用圓頭修正線滾針，圓弧兩頭一般具有各1. 5毫米修正曲率，實際負荷區長度僅為4. 5毫米。其中軸承內套外徑8毫米，內徑5毫米(壁厚僅為1. 5毫米)，由於空心管的內徑無需磨削加工，勢必會產生壁厚差，在經過高頻淬火、磨加工後，容易引起微量彎曲，導致內套外徑圓柱度超差。高頻淬火是瞬間將軸承鋼由表及裡由外徑至內徑方向進行感應加熱並淬火(硬)的過程，淬火後表面硬度及內部硬度均在HV653-832(HRC60-65)之間，內套的兩端會等量留出3mm的非淬火(硬)區域(HV200-336)，形成一個垂直於軸線的淬火(硬)/ 非淬火(硬)的介質線。由於內套銷軸(外徑為8mm，內徑為5mm)為空心軸形狀，管壁厚僅為1. 5mm，在高強度衝擊與極端壓力交變的工作過程中，內套極易沿著介質線發生斷裂。
實用新型內容本實用新型的目的在於針對目前車輛搖臂軸承存在的上述問題，提出一種精度較高、具有耐衝擊負荷的車輛搖臂軸承。實現本實用新型的技術方案如下—種車輛搖臂軸承，包括外套、內套(空心銷軸)和滾針，上述滾針為圓柱形，滾針圓柱面的兩端面設有對稱的倒角，且倒角寬度小於等於1mm。上述滾針採用一級精度的滾針組別。上述經過高頻淬火的內套具有淬火/非淬火區域明顯的介質線，且該介質線與內套軸線之間具有55 65度的夾角。本實用新型通過上述方案的實施，對車輛搖臂軸承做出了改進，有效的控制了目前搖臂軸承的精度、耐壓力負荷的不足。具體的積極效果如下1、滾針圓柱面兩端加工有較小寬度的倒角，儘可能保留運行區域長度，提高了滾針的受力負荷及使用壽命；2、內套高頻淬火作用時，調整高頻設備電極板的位置及形狀，使得內套具有傾斜的淬火/非淬火區域介質線，能夠將外部衝擊壓力沿著傾斜角度方向釋放，緩解衝擊壓力的破壞力，大大提高了廣品質量。
[0011]圖1是本實用新型中搖臂軸承外套示意圖。圖2是本實用新型中滾針示意圖。
圖3是目前內套高頻淬火後淬火/非淬火區域示意圖。圖4是本實用新型中內套高頻淬火後淬火/非淬火區域示意圖。圖5是本實用新型中高頻設備電機板示意圖。
具體實施方式
圖1、圖2和圖4為本實用新型中搖臂軸承的外套、滾針和內套，其中外套高度為 6. 5毫米，有效滾道長度為6. 15毫米，滾針長度為5. 5毫米，內套長度為13毫米，有效工作區域為7毫米。目前搖臂軸承外套的常規加工方法為採用內圓磨床進行磨削，雖然加工過程磨頭軸嚮往復進行，但實際磨削過程中，產品內徑存在一定的鼓形，雖然很微量，但對於圓柱度要求非常高的軸承外套而言，是潛在缺陷。該鼓形產生原因是磨頭(小砂輪，呈圓柱形)在工作時，必須將磨頭的一部分伸出工件(外套)兩端面磨削，磨頭兩端的壓力較大，造成外套兩端過量磨削，於是產生了圓鼓度。本實用新型外套加工過程大致分以下步驟1、在工具機加工出中空的圓柱形毛坯；2、對外套內徑採用圓鼓形磨頭進行粗磨，並保證磨頭的至少一半位於外套內腔裡面，或者讓圓鼓形磨頭完全位於外套內腔，進行切入式磨削；3、採用圓柱形小砂輪進行精磨；4、進行金屬表面處理，採用縱嚮往複式精研，並加入氯碳化矽拋光膏，加大磨料比重，增加摩擦效率，保證粗糙度。上述外套加工方法可以獲得很好的外套內腔圓柱度。當前搖臂軸承滾針加工常常考慮高速旋轉工作環境下產生軸向串動，因此採用兩端修正型滾針，但修正型滾針兩頭各有圓頭倒角、並具有近1. 5毫米卸荷區，因此，壓強負載區域(寬度)只有不到5毫米，形成受力面積太小，容易造成動載或靜載指標的損失。根據搖臂部件使用特徵，軸承屬往復旋轉形式(即非全旋轉)，滾針的軸向串動不存在，因此確保圓柱度情況下，滾針兩端只需有倒角，儘可能保留運行寬度，可增強負荷能力。本實用新型滾針加工步驟如下1、加工出圓柱形的滾針，並在滾針圓柱面的兩端加工出對稱的倒角，且倒角寬度小於等於Imm ；2、進行淬火、回火處理；3、進行粗磨、半精磨；4、進行時效處理，以釋放金屬材料的內應力；5、最後一道精磨。上述滾針加工完成後，選用一級精度組別的滾針作為同一軸承的零件配合使用。本實用新型搖臂軸承的內套加工步驟如下1、對內套原材料進行調質處理；目的是提升微量合金化元素在非調質鋼中的行為和作用，可以形成及其穩定的間隙相，氮化物與碳化物可以相互溶解，形成氮碳化物，產生彌散強化效果，提高鋼質強度。鋼質中某些 物質如VN不但是強化相，還可以抑制奧氏體晶界的遷移，細化奧氏體晶粒，在相變時又起到核心作用進一步使鐵素體晶粒細化，因此V和 N的同時存在即具有明顯的沉澱強化作用，又能起到韌化作用。2、然後進行高頻淬火處理；3、進行粗磨；4、進行消除應力處理；雖然軸承鋼在熱處理後進行了回火處理，基本消除內應力， 但在後續加工時，通過對端面、外徑、的粗磨、精磨的工藝加工，產生一定的摩擦與擠壓力， 內應力仍然不斷聚合。5、精磨。見圖3、圖4和圖5，內套為空心銷軸形狀，高頻淬火是利用高頻瞬間巨大電流的弧形波，形成磁場感應區，使得進入該感應區的內套工件產生集膚效應，迅速加熱再冷卻， 達到淬火目的。目前內套高頻淬火後形成的淬火(硬)/非淬火(硬)介質線垂直於內套軸線。本實用新型調整高頻設備電極板的位置，使得內套經過淬火後形成的淬火/非淬火區域介質線與內套軸線之間具有55 65度夾角，並且淬火後內套表面及內部硬度均在 HV653-832 (HRC60-65)之間。傾斜的淬火/非淬火介質線能夠將剪切壓力沿著傾斜度角方向釋放，緩解強大衝擊力對內套的不良影響，本方法製造的內套產品可以承受超過700-800 牛頓(50kg左右)的剪切力，完全滿足實用搖臂軸承工作中4500-5000次/分鐘的敲擊壓力要求。顯然，本實用新型的上述具體實施方式
僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非是對本實用新型實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以容易的做出其它形式上的變化或者替代，而這些改變或者替代也將包含在本實用新型確定的保護範圍之內。
權利要求1.一種車輛搖臂軸承，包括外套、內套和滾針，其特徵在於上述滾針為圓柱形，滾針圓柱面的兩端面設有對稱的倒角，且倒角寬度小於等於1mm。
2.根據權利要求1所述的車輛搖臂軸承，其特徵在於上述滾針採用一級精度的滾針組別。
3.根據權利要求1所述的車輛搖臂軸承，其特徵在於上述經過高頻淬火的內套具有淬火/非淬火區域明顯的介質線，且該介質線與內套軸線之間具有55 65度的夾角。
專利摘要本實用新型涉及滾針軸承，尤其是汽車、摩託車發動機氣門工作中搖臂軸承。目的在於針對目前車輛搖臂軸承存在的上述問題，提出一種精度較高、具有耐衝擊負荷的車輛搖臂軸承。一種車輛搖臂軸承，包括外套、內套(空心銷軸)和滾針，上述滾針為圓柱形，滾針圓柱面的兩端面設有對稱的倒角，且倒角寬度小於等於1mm。滾針圓柱面兩端加工有較小寬度的倒角，儘可能保留運行區域長度，提高了滾針的受力負荷及使用壽命。
文檔編號F16C33/64GK202048103SQ20112012762
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者吳培民, 蔣麗玉 申請人:常州市武進長江滾針軸承有限公司