雙金屬翻邊止推軸套的生產方法

2023-11-10 22:03:32

專利名稱：雙金屬翻邊止推軸套的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種使用擺動輾壓機加工製造雙金屬翻邊止推滑動軸套的生產工藝方法，屬於對金屬板材用旋壓進行擺輾加工，製造機械零件坯件的生產技術領域。
由金屬瓦背和其上用澆鑄法、軋製法或燒結法覆以一層薄的減摩合金層(又稱軸承襯)構成的滑動軸承，其工作可靠、運轉平穩、使用維修方便、成本低，已被廣泛用於金屬切削工具機、工程機械、通用機械、汽輪機、電機、離心壓縮機、內燃機等機器中。本發明涉及的止推滑動軸承是由一個雙金屬套筒(軸套)和其一端的雙金屬止錐園環構成的翻邊止推軸套(參見

圖1)。原來，這種止推軸套是用整體鑄銅合金製造或用雙金屬澆鑄方法製造的，這兩種方法消耗材料大，加工工序多，效率低，成品合格率也低，已被逐漸淘汰。1970年美國專利US3，624，881提出用摩擦焊接方法生產止推軸套先利用燒結的雙金屬板材衝制一個止推園環和卷制一個軸套，再將兩者用慣性摩擦焊接連接成型。1972年美國專利3，795，428又提出了止推環和套筒鑲嵌連接的止推軸承生產方法。這兩種方法較之整體銅合金澆鑄或雙金屬澆鑄法有了重大改進，其結構強度、製造成本都有了顯著改善。目前，在美國、日本、中國等國家生產的工程機械(如推土機、挖掘機等)及其他許多機器都是使用摩擦焊接來生產止推滑動軸套。但是這兩種方法都是採用在卷帶材或板材上衝制園形止推環再與軸套焊接或鑲接的，整個軸承由兩個零件構成，整體結構性差，結構強度低，加工工序多，生產效率慢，雙金屬材料的利用率也很低，尤其是止推園環的加工，材料利用率只有40-50%。
本發明的目的是提供一種雙金屬翻邊滑動軸承坯件的生產工藝，也就是利用擺動輾壓機對雙金屬板材進行滾動輾壓，加工製造翻邊止推軸套的新工藝。
本發明是這樣實現的先把一塊其長度為止推環寬度和軸套長度之和的雙金屬軸承板材卷製成園筒形，該軸套的連接處可以是開縫的、或局部焊接的，或扣形搭接的;然後，把軸套與止推環相連接處的減摩合金層全部切削掉，形成一個寬度不小於2毫米的園環形凹槽;再把切削後的軸套直立放入專用模具裡，置於擺動輾壓機中進行滾動輾壓，此時，擺輾頭與止推環端平面的擺角為0°-3°，擺輾頭向軸套施壓為5-200兆帕，旋轉速度為200-300轉/分，翻制一個止推環端面，擺輾頭需輾壓旋轉5-25圈，同時，擺輾頭向下進給，通過迴轉輾壓實現滾壓翻邊成型，得到雙金屬翻邊止推軸套坯件。
利用本發明製造的翻邊滑動軸套屬整體結構，結構強度高，使用可靠性好。該發明使止推軸承的製造方法簡化，加工工藝流程縮短，既節省設備投資和工時費用，又減少了加工廢品，提高綜合工效，還顯著減少材料消耗，降低生產成本，是目前一種比較理想的雙金屬翻邊軸套生產製造工藝。
圖1是本發明加工的翻邊軸套另件圖。
圖2是本發明的生產工藝流程圖。
圖3是本發明切削加工的環形凹槽示意圖。
圖4是本發明中旋轉滾輾翻邊工藝的示意圖。
下面結合附圖，具體介紹本發明。
參見圖1，止推滑動軸承除了承受徑向載荷外，還要承受軸向載荷，其結構包括有分別承受此兩種載荷的軸套1和止推園環2。從機械強度和加工工藝考慮，軸套厚度不宜過薄，通常壁厚應不小於0.75毫米，又為了進一步節省減摩材料常將軸套做成雙金屬的，即以低碳鋼為襯背3(又稱瓦背)，在襯背上覆以一層薄的減摩材料4(可為銅合金、鋁合金、金屬塑料類)作為軸承襯(又稱合金層)。本發明使用的雙金屬板材可以是澆鑄的、或軋制複合的、或燒結成型的。
本發明的工藝過程如圖2所示。首先是下料-把一塊其長度為止推環寬度和軸套長度之和的雙金屬板材卷製成符合工藝要求直徑的園筒形軸承套筒，該軸套的連接處可以是開縫的、或局部焊接的、或扣形搭接的。然後，利用切削工具機，把軸套與止推環連接處的減摩合金層全部切削去掉，在軸套與止推環相交界面的附近形成一個寬度不小於2毫米的園環形凹槽(參見圖3)。若是用鋁合金或金屬塑料作減摩軸承襯的，可以省略切削園環形凹槽這一工序，在卷製成園筒形軸套後可直接滾輾翻邊成型。接著，把切削後的軸套5直立放入專用模具6裡，置於擺動輾壓機中進行滾動輾壓(如圖4所示)，擺輾時，錐形擺輾上模頭7伸入軸套筒內，擺輾頭上模頭錐表面上的凹形模腔與套筒形軸套上部的減摩合金層先接觸，隨著擺輾頭上模沿著軸套上端連續不斷地旋轉和向下施壓(轉速為200-300轉/分，壓力為50-200兆帕，擺頭與止推環端面的擺角為0°-3°)，實現螺旋進給，使整個套筒上端部表面沿其上模凹槽為根部依次逐漸向外翻倒變形。在滾輾過程中，塑性變形好的低碳鋼瓦背和減摩層軸承襯一直沿著擺輾頭的凹模型腔表面輾壓成型，凹模型腔的深度和寬度也與止推環的高度、寬度相等，凹模型腔的內擋邊則是以凹腔內底為底園，擺頭錐尖為頂點的錐面，軸套上端的雙金屬就是沿此錐面逐漸輾入凹模腔成型為止推環的。軸套上端部最後沿園環形凹槽為根部翻倒在專用模具上輾擠填充在擺頭的凹模腔內成為平面止推園環。再經過擺輾頭的若干次旋轉和旋壓，擺頭平穩地多次輾壓移過止推園環表面，能夠使得止推園環表面達到很高光潔度和尺寸精度。在輾壓塑性變形較差、減摩合金層中含鉛較多的金屬板材軸套時，應該對工件加熱。在150°-600℃範圍內選擇適宜的溫度進行溫輾，防止減摩合金層的開裂。在滾輾翻邊軸套時，可以是擺輾頭向下施壓進給，也可以是工作檯用上舉式油缸推壓工件進給。需要指出的是止推軸套的上端翻邊輾成的止推園環並不是一個完整的園環，其上還留有一個小的扇形缺口，但這個缺陷並不會影響該另件在各種工況下的應用。
本發明已採用上述工序和工藝參數進行實施試驗。加工的止推軸套的軸套外徑為Φ82毫米，內徑Φ72毫米，止推環外徑為Φ108毫米，總高為90毫米，壁厚兩者皆為6毫米。切削加工環形工藝凹槽的參數是槽寬10毫米、槽深1毫米。輾壓翻邊後軸套的筒體外徑與止推環連接處有R0.2毫米的小園角，筒體內徑與止推環的連接處為自然翻倒的園弧面，弧面平滑美觀，半徑R為7毫米左右。止推環表面平整、光亮，厚度差僅為0.03毫米，減摩合金層表面無任何開裂缺陷。利用本發明工藝生產的止推環是隨軸套一起投料加工的，其消耗材料相當於219克/件，而用傳統的焊邊或鑲邊生產工藝在卷板材上衝壓止推環，則要用雙金屬板材594克/件，兩者相比，一個止推軸套要少用雙金屬材料375克，還提高工效約1倍。如果一年生產50萬件該另件就可節約雙金屬板材達187.5噸之巨，由此可見本發明的技術經濟效益之一斑。
權利要求
1.一種雙金屬翻邊止推滑動軸套坯件的生產工藝，其特徵在於先把一塊其長度為止推環寬度和軸套長度之和的雙金屬軸承板材卷製成園筒形的軸承套筒，該軸套的連接處可以是開縫的、或局部焊接的、或扣形搭接的；然後，把軸套與止推環相連接處的減摩合金層全部切削掉，形成一個寬度不小於2毫米的園環形凹槽；再把切削後的軸套直立放入專用模具裡，置於擺動輾壓機中進行滾動輾壓。此時，擺頭與止推環端平面的擺角為0°-3°，擺頭向軸套施壓為50-200兆帕，旋轉速度為200-300轉/分，翻制一個止推環端面，擺頭需輾壓旋轉5-25圈，同時，擺頭向下進給，通過迴轉輾壓，實現滾壓翻邊成型。
2.如權利要求1所述的生產方法，其特徵在於雙金屬軸承板材可以是澆鑄的、或軋制複合的、或燒結成型的。
3.如權利要求1所述的生產方法，其特徵在於雙金屬軸承板材是以低碳鋼為瓦背，以銅合金、鋁合金、金屬塑料為軸承襯的。
4.如權利要求1或3所述的生產方法，其特徵在於對於用鋁合金、金屬塑料為軸承襯的雙金屬軸承板材加工時，可以省略切削減摩軸承襯的工序，在卷製成園筒形後可直接滾輾翻邊成型。
5.如權利要求1所述的生產方法，其特徵在於滾輾軸套時，可以是擺頭向下施壓進給，也可以用上舉式油缸向上推壓工件進給。
6.如權利要求1所述的生產方法，其特徵在於對於含鉛較多、塑性較差的銅合金軸承襯，應該對工件加熱至150°-600℃進行溫輾。
7.如權利要求1所述的生產方法，其特徵在於所加工的止推園環的外徑和厚度應與滾輾的擺輾頭錐表面上凹形工作模腔的外徑和深度相等。
全文摘要
本發明是用高強度的低碳鋼作瓦背，用減摩合金層作軸承襯的雙金屬板材，經下料、卷製成圓筒形軸承套筒，再把軸套與止推環相連接處的減摩合金層全部切削後，置於擺輾機上進行滾動輾壓翻邊製造止推環的製造雙金屬翻邊止推滑動軸套坯件的生產工藝。在設備投資、材料損耗、加工效率、產品整體結構強度及其機械性能等多項經濟技術指標上均有顯著效益。
文檔編號F16C33/06GK1060515SQ9010711
公開日1992年4月22日 申請日期1990年10月10日 優先權日1990年10月10日
發明者胡長安 申請人:胡長安