Abstracto
La presente invención se refiere a un método de procesamiento para rodillos de cojinetes, específicamente a un método de procesamiento para rodillos cónicos grandes con una relación longitud-diámetro menor que 1. El proceso de mecanizado implica el uso de ruedas guía espirales en diferentes ángulos para rectificar el círculo exterior del rodillo varias veces, rectificando gradualmente el círculo exterior del rodillo hasta el ángulo requerido; Tratamiento térmico de los rodillos entre procesos de rectificado suave y basto; Rectificado de la cara del extremo del rodillo cuando la mitad del rodillo no exceda los 6 grados entre dos operaciones de rectificado basto; Al rectificar la superficie de la base de la bola del rodillo con una muela de rectificado medio blanda entre el rectificado basto y fino. Al adoptar el método de procesamiento de la presente invención, la superficie del rodillo se puede rectificar uniformemente sin defectos tales como piel negra, y la precisión es alta. Esto reduce en gran medida el ruido de los cojinetes coincidentes durante el funcionamiento y mejora su vida útil.
Descripción
El método de mecanizado de rodillos cónicos grandes con una relación longitud-diámetro inferior a 1
Tcampo técnico
La presente invención pertenece al campo de la fabricación de rodamientos y se refiere a un método de procesamiento de rodillos para rodamientos. En concreto, se refiere a un método de procesamiento de un rodillo cónico de gran tamaño con una relación longitud/diámetro inferior a 1.
Tecnología de fondo
La mitad de un rodillo cónico general está dentro del rango de 1 grado a 4 grados, y aquellos con una mitad que excede los 4 grados se denominan rodillos cónicos grandes. Además, la longitud de un rodillo cónico es generalmente mayor que el diámetro (refiriéndose al diámetro final más grande de un rodillo cónico), es decir, la relación entre la longitud y el diámetro es mayor que 1. Sin embargo, algunos rodillos cónicos especiales tienen una longitud menor que el diámetro y se denominan rodillos cónicos con una relación entre la longitud y el diámetro menor que 1.
Cuando el rodillo cónico tiene un diámetro grande y una relación longitud-diámetro menor a 1, su dificultad de mecanizado es mucho mayor que la de los rodillos ordinarios, lo que se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos:
(1) Dificultad para posicionar la pieza bruta de rodillos de muelle en frío. La matriz cóncava utilizada para forjar en frío dichas piezas brutas de rodillos tiene una profundidad grande y poco profunda. Una vez que la sección de material cilíndrico se coloca en la cavidad de la matriz cóncava, la estabilidad de posicionamiento es deficiente y es propensa a desviaciones, lo que a menudo hace que la pieza bruta se desplace.
(2) Dificultad para conformar las materias primas. La diferencia de diámetro entre los extremos grande y pequeño de este tipo de rodillo es significativa y relativamente corta. Al estampar en frío la pieza en bruto, tanto el extremo grande como el pequeño deben sufrir una deformación significativa para tener la misma forma que la cavidad interior. Por lo tanto, es posible que el extremo pequeño experimente un endurecimiento severo por trabajo en frío debido a la alta presión de extrusión, mientras que el extremo grande puede experimentar grietas debido a una deformación excesiva.
(3) Dificultad en el rectificado del círculo exterior. Al rectificar el círculo exterior de este tipo de rodillos en una rectificadora sin centro, el rodillo se posiciona mediante una rueda guía en espiral, que impulsa el rodillo para que gire y se mueva hacia adelante. Durante el rectificado basto, pueden producirse saltos y paradas debido al gran tamaño del rodillo, lo que afecta la calidad del mecanizado.
(4) Dificultad para rectificar ambas caras de los extremos. Al rectificar las caras de los extremos grande y pequeño de este tipo de rodillo en una rectificadora de doble cara, el rodillo se lleva al área de rectificado a través de una placa de alimentación. Debido al gran tamaño del rodillo, su posicionamiento en el espacio de carga de la placa de alimentación es inestable y la diferencia en las fuerzas de rectificado en las dos caras de los extremos hace que el rodillo se incline, lo que afecta la precisión del mecanizado.
(5) Dificultad para rectificar la superficie de la base de la bola. Según las necesidades del rodamiento, el radio de curvatura de la superficie de la base de la bola de este tipo de rodillo está diseñado para ser relativamente pequeño. Al rectificar la superficie de la base de la bola, la cantidad de desgaste en el borde de la superficie de la base de la bola es mucho mayor que en el medio, lo que puede causar fácilmente quemaduras en el borde de la superficie de la base de la bola durante el rectificado.
Debido a las razones anteriores, si se procesan rodillos cónicos grandes con una relación longitud-diámetro de menos de 1 mediante métodos de procesamiento convencionales, pueden ocurrir defectos de calidad como material insuficiente o grietas en la superficie de los rodillos, rectificado inadecuado del círculo exterior con piel negra, quemado de la superficie de la base de la bola y diferentes ejes en ambos extremos de los rodillos. Como resultado, esto conduce a una alta tasa de desechos y una baja eficiencia de producción.
SResumen de la invención
Para resolver los problemas técnicos mencionados anteriormente, la presente invención propone un método de procesamiento específico para rodillos cónicos grandes con una relación de longitud a diámetro de menos de 1. Este método evita las dificultades de procesamiento causadas por el gran tamaño de los rodillos en cada proceso. La pieza bruta del rodillo se lamina primero en frío en un ángulo de cono de 4 grados y luego se procesa gradualmente en la mitad requerida a través de procesos tales como rectificado suave, rectificado basto y rectificado de precisión. Este método puede reducir la dificultad de procesamiento de rodillos cónicos grandes con una relación de longitud a diámetro de menos de 1, lograr el objetivo de reducir la tasa de desechos y mejorar la eficiencia de producción.
Los pasos específicos adoptados por la presente invención para completar sus tareas de invención son los siguientes:
1) Diseñe las dimensiones estructurales de la pieza en bruto del rodillo: Para rodillos cónicos grandes con una mitad mayor de 4 grados, diseñe la mitad de la pieza en bruto de manera uniforme de acuerdo con 4 grados; Calcule el diámetro del extremo grande de la pieza en bruto de acuerdo con las dimensiones especificadas en el dibujo más la tolerancia para rectificar el extremo grande; El diámetro de la cabeza pequeña se calcula en función del diámetro de la cabeza grande calculado, la longitud especificada en el dibujo y la tolerancia de rectificado de la cara del extremo, con una mitad de 4 grados; La tolerancia para el rectificado del círculo exterior de la cabeza grande y el rectificado de la cara del extremo se determina en función del diámetro del rodillo. Para rodillos con un diámetro de menos de 10mm, la tolerancia para el rectificado del círculo exterior de la cabeza grande se selecciona dentro del rango de 0.3-0.35mm, y la tolerancia para el rectificado de la cara del extremo se selecciona como 0.3mm; Para rodillos con un diámetro de {{10}}mm, la tolerancia de rectificado del círculo exterior del extremo grande debe seleccionarse dentro del rango de 0.4-0.5mm, y la tolerancia de rectificado de la cara del extremo debe seleccionarse dentro del rango de 0.4-0.6mm; Para rodillos con un diámetro de 20mm o más, la tolerancia de rectificado del círculo exterior del extremo grande debe seleccionarse dentro del rango de 0.6-0.7mm, y la tolerancia de rectificado de la cara del extremo debe seleccionarse dentro del rango de 0.6-0.8mm; Después de diseñar la estructura de la pieza en bruto de acuerdo con el método anterior, aunque la cantidad de rectificado del cabezal pequeño aumentó, se resolvió el problema del muelle frío;
2) Diseñar y fabricar moldes de muelle frío de acuerdo a las dimensiones estructurales y del blank diseñado;
3) Estampación de piezas en bruto de rodillos mediante moldes diseñados y fabricados en máquinas de estampación en frío;
4) Coloque el rodillo estampado en blanco en la rectificadora sin centro para realizar un rectificado suave del círculo exterior; utilizando una rueda guía en espiral de 4 grados para un rectificado suave, se deben quitar 0.15-0.35 mm de la superficie exterior y debe haber un margen de 0.15-0.35 mm para el extremo grande del rodillo después del rectificado suave;
5) Coloque el rodillo que ha sufrido el primer rectificado suave del círculo exterior en la rectificadora sin centro para el segundo rectificado suave del círculo exterior; Si la mitad del rodillo especificada en el dibujo es mayor o igual a 5 grados, utilice una rueda guía en espiral de 5 grados para el segundo rectificado suave del círculo exterior; Si la mitad del rodillo especificada en el dibujo es menor a 5 grados, utilice una rueda guía en espiral con la misma mitad que el rodillo especificado en el dibujo para el segundo rectificado suave del círculo exterior del rodillo; El segundo rectificado suave debe eliminar 0.03-0.05 mm de la superficie exterior del extremo grande, y debe haber un margen de 0.12-0.30 mm para la superficie exterior del extremo grande del rodillo;
6) Coloque los rodillos de tierra blanda en un horno de tratamiento térmico para templarlos y revenirlos; la temperatura de temple es de 830-840 grado y el tiempo de retención es de 40-60 minutos; la temperatura de revenido es de 150-160 grado y el tiempo de aislamiento es de 2-2,5 horas; luego, el horno se enfría a temperatura ambiente;
7) Coloque los rodillos templados y revenidos en la rectificadora sin centro para el primer rectificado basto del círculo exterior; Si la mitad del rodillo especificada en el dibujo es mayor o igual a 6 grados, utilice una rueda guía espiral de 6 grados para rectificado basto para eliminar 0.02-0.05 mm de la superficie exterior del cabezal del rodillo. Después del rectificado basto, debe haber un margen de {{10}}.1-0.25 mm para la superficie exterior del cabezal del rodillo; Si la mitad del rodillo especificada en el dibujo es menor a 6 grados, se puede utilizar una rueda guía espiral con la misma mitad que el rodillo especificado en el dibujo para el rectificado basto para eliminar 0.04-0.10 mm de la superficie exterior del cabezal grande. Después del rectificado basto, debe haber un margen de 0.08-0.20 mm para la superficie exterior del cabezal grande del rodillo;
8) Coloque el rodillo que ha sufrido el primer rectificado basto en una rectificadora de doble cara para rectificar dos caras de los extremos; Rectifique 0.11-0.35 mm en ambos extremos, y debe haber una cantidad de rectificado de 0.08-0.1 mm en la dirección de la longitud del rodillo después del rectificado; 9) Coloque el rodillo que ha sufrido el rectificado de doble cara en la rectificadora sin centro para el segundo rectificado basto del círculo exterior; Si la mitad del rodillo especificada en el dibujo es mayor o igual a 7 grados, utilice una rueda guía en espiral de 7 grados para el segundo rectificado basto del círculo exterior; Si la mitad del rodillo especificada en el dibujo es menor de 7 grados y mayor de 6 grados, utilice una rueda guía en espiral con la misma mitad que el rodillo especificado en el dibujo para un segundo rectificado basto del círculo exterior; Si la mitad del rodillo especificada en el dibujo es menor de 6 grados, no se llevará a cabo el segundo rectificado basto del círculo exterior; Para rodillos con una mitad de más de 6 grados, el segundo rectificado basto debe quitar 0.02-0.05 mm de la superficie exterior del cabezal grande. Después del segundo rectificado basto, aún debe quedar un margen de 0.08-0.20 mm en la superficie exterior del cabezal grande;
9) Coloque el rodillo que ha sufrido el segundo rectificado basto en la rectificadora sin centro para el tercer rectificado basto del círculo exterior; Si la mitad del rodillo especificada en el dibujo es mayor o igual a 8 grados, utilice una rueda guía espiral de 8 grados para el tercer rectificado basto del círculo exterior; Si la mitad del rodillo especificada en el dibujo es menor de 8 grados y mayor de 7 grados, utilice una rueda guía espiral con la misma mitad que el rodillo especificado en el dibujo para el tercer rectificado basto del diámetro exterior; Si la mitad del rodillo especificada en el dibujo es menor o igual a 7 grados, no se realizará el tercer rectificado basto del diámetro exterior; Para rodillos con una mitad mayor de 7 grados, el tercer rectificado basto debe quitar 0.02-0.05 mm de la superficie exterior del cabezal grande. Después del rectificado basto, debe haber un margen de 0.06-0.15 mm para la superficie exterior del cabezal grande del rodillo;
10) Coloque los rodillos de rectificado grueso sobre la rectificadora de superficie de base de bolas para rectificar la superficie de base de bolas. Utilice una muela de rectificado de dureza media. Después del rectificado, el radio de curvatura de la superficie esférica debe cumplir con los requisitos del dibujo, y la longitud de los rodillos debe cumplir con los requisitos del dibujo;
11) Coloque el rodillo que ha sido rectificado sobre la superficie de base esférica en la rectificadora sin centro para rectificar finamente el círculo exterior; utilizando una rueda guía en espiral con la misma mitad que el rodillo terminado, el círculo exterior del extremo grande del rodillo queda con una tolerancia de 0.04-0.08 mm después del rectificado;
12) Coloque el rodillo que ha sido finamente rectificado en la rectificadora sin centro del círculo exterior para el rectificado final del círculo exterior; utilizando una rueda guía en espiral con la misma mitad que el rodillo terminado para el rectificado final del círculo exterior, el círculo exterior del rodillo debe alcanzar el tamaño especificado en el dibujo después del rectificado final.
El principio de procesamiento de la presente invención es primero rectificar en frío la pieza en bruto hasta obtener una pieza en bruto con un ángulo pequeño con la mitad de 4 grados, luego utilizar varios ángulos diferentes de ruedas guía en espiral para rectificar el diámetro exterior del rodillo, rectificando gradualmente la mitad del rodillo de pequeño a grande y, finalmente, utilizar ruedas guía en espiral con el mismo ángulo que el rodillo terminado para rectificar finalmente toda la cantidad de rectificado del círculo exterior del rodillo, formando un rodillo cónico grande con una relación de longitud a diámetro menor a 1.
El efecto beneficioso de la presente invención es que al adoptar el método de procesamiento de la presente invención, la superficie exterior del rodillo se puede procesar de manera uniforme sin defectos como grietas, quemaduras y piel negra, y la precisión del procesamiento es alta. Esto reduce el ruido de los cojinetes de acoplamiento durante el funcionamiento y mejora su vida útil.
Métodos de implementación específicos
A continuación se presenta una explicación del método de procesamiento de la presente invención basada en los ejemplos de implementación dados.
Ejemplo 1
El modelo del rodillo cónico procesado es 829234
Ángulo del medio cono: 5 grados 3′
El diámetro de la cabeza grande es de 19,6 mm.
Longitud: 15,7 mm
El radio de curvatura de la base esférica es de 105 mm.
El método de procesamiento es:
1. Diseñe la estructura de la pieza bruta del rodillo con un ángulo de cono de 4 grados. Después del cálculo, el diámetro del extremo grande de la pieza bruta es de 20,1 mm, el diámetro del extremo pequeño es de 17,8 mm y la longitud es de 16,5 mm.
2. Diseñar y fabricar moldes para muelles fríos de acuerdo a las dimensiones estructurales y brutas diseñadas.
3. Estampación de piezas en bruto de rodillos mediante moldes diseñados y fabricados en una máquina de estampación en frío.
4. Coloque el rodillo estampado en blanco en la rectificadora cilíndrica sin centro para rectificar suavemente el círculo exterior. Utilizando una rueda guía espiral de 4 grados para rectificar suavemente, el diámetro del extremo grande del rodillo después del rectificado suave es de 19,95 mm, con un margen de 0,35 mm.
5. Coloque el rodillo que ha sido sometido al primer rectificado suave del círculo exterior en la rectificadora sin centro para el segundo rectificado suave del círculo exterior. Utilizando una rueda guía espiral de 5 grados para el segundo rectificado suave del círculo exterior, el diámetro del extremo grande del rodillo después del rectificado es de 19,85 mm, con un margen de 0,25 mm.
6. Coloque los rodillos de tierra blanda en un horno de tratamiento térmico para templarlos y revenderlos. La temperatura de temple es de 830-840 grado y el tiempo de mantenimiento es de 40-60 minutos; la temperatura de revenido es de 150-160 grado y el tiempo de aislamiento es de 2-2,5 horas. Después, el horno se enfría a temperatura ambiente.
7. Coloque los rodillos templados y revenidos en la rectificadora sin centro para rectificar de forma aproximada el círculo exterior. Utilizando una muela guía espiral de 5 grados y 3', el diámetro exterior del extremo grande del rodillo después del rectificado es de 19,75 mm, con un margen de 0,15 mm.
8. Coloque el rodillo desbastado en una amoladora de doble cara para pulir las dos caras de los extremos. La longitud del rodillo después del pulido es de 15,8 mm y todavía queda una cantidad de pulido de 0,1 mm.
9. Coloque los rodillos de rectificado grueso sobre la rectificadora de superficie de base de bolas para rectificar la superficie de base de bolas, utilizando una muela abrasiva de dureza media. Después del rectificado, el radio de curvatura esférica debe cumplir con los requisitos del plano y la longitud del rodillo debe cumplir con los requisitos del plano.
10. Coloque el rodillo que se ha rectificado sobre la superficie de la base de la bola en la rectificadora sin centro para rectificar finamente el círculo exterior. Utilizando una rueda guía espiral con la misma mitad que el rodillo terminado, el diámetro exterior del extremo grande del rodillo después del rectificado es de 19,65 mm, con un margen de 0,05 mm.
11. Coloque el rodillo que ha sido finamente rectificado en la rectificadora sin centro del círculo exterior para el rectificado final del círculo exterior. Utilizando una rueda guía espiral con la misma mitad que el rodillo terminado para el rectificado final del círculo exterior, el círculo exterior del rodillo debe alcanzar el tamaño especificado en el dibujo después del rectificado final.
Ejemplo 2
El modelo de rodillo cónico procesado es 829748
Ángulo del medio cono: 6 grados 24′
El diámetro de la cabeza grande es de 22,8 mm.
Longitud: 18,23 mm
El radio de curvatura de la base esférica es de 141 mm.
El método de procesamiento es:
1. Diseñe la estructura de la pieza bruta de rodillo con un ángulo de cono de 4 grados. Después del cálculo, el diámetro del extremo grande de la pieza bruta es de 23,4 mm, el diámetro del extremo pequeño es de 20,8 mm y la longitud es de 18,83 mm.
2. Diseñar y fabricar moldes de muelle frío de acuerdo a las dimensiones estructurales y del espacio en blanco diseñado.
3. Estampación de piezas en bruto de rodillos mediante moldes diseñados y fabricados en una máquina de estampación en frío.
4. Coloque el rodillo estampado en blanco en la rectificadora cilíndrica sin centro para rectificar suavemente el círculo exterior. Utilizando una rueda guía espiral de 4 grados para rectificar suavemente, el diámetro del extremo grande del rodillo después del rectificado suave es de 23,15 mm, con un margen de 0,35 mm.
5. Coloque el rodillo que ha sido sometido al primer rectificado suave del círculo exterior en la rectificadora sin centro para el segundo rectificado suave del círculo exterior. Utilizando una rueda guía espiral de 5 grados para el segundo rectificado suave del círculo exterior, el diámetro del extremo grande del rodillo después del rectificado es de 23,05 mm, con un margen de 0,25 mm.
6. Coloque los rodillos de tierra blanda en un horno de tratamiento térmico para templarlos y revenderlos. La temperatura de temple es de 830-840 grado y el tiempo de mantenimiento es de 40-60 minutos; la temperatura de revenido es de 150-160 grado y el tiempo de aislamiento es de 2-2,5 horas. Después, el horno se enfría a temperatura ambiente.
7. Coloque los rodillos templados y revenidos en la rectificadora sin centro para rectificar de forma aproximada el círculo exterior. Utilizando una muela guía espiral de 6 grados, el diámetro exterior del extremo grande del rodillo después del rectificado es de 22,95 mm, con un margen de 0,15 mm.
8. Coloque el rodillo de rectificado grueso en una amoladora de doble cara para rectificar las dos caras de los extremos. La longitud del rodillo después del rectificado es de 18,33 mm y todavía queda una cantidad de rectificado de 0,1 mm.
9. Coloque el rodillo que ha sido sometido a un rectificado de doble cara en la rectificadora sin centro para el segundo rectificado basto del círculo exterior; utilizando una rueda guía espiral con la misma mitad que el rodillo terminado, el diámetro exterior del extremo grande del rodillo después del rectificado es de 22,89 mm, con un margen de 0,09 mm.
10. Coloque los rodillos de rectificado grueso sobre la rectificadora de superficie de base esférica para rectificar la superficie de base esférica, utilizando una muela de rectificado de dureza media. Después del rectificado, el radio de curvatura de la superficie esférica debe cumplir con los requisitos del plano, y la longitud de los rodillos debe cumplir con los requisitos del plano.
11. Coloque el rodillo que se ha rectificado sobre la superficie de la base de bolas en la rectificadora sin centro para rectificar finamente el círculo exterior. Utilizando una rueda guía espiral con la misma mitad que el rodillo terminado, el diámetro exterior del extremo grande del rodillo después del rectificado es de 22,84, con un margen de 0,04 mm.
12. Coloque el rodillo que ha sido finamente rectificado en la rectificadora sin centro del círculo exterior para el rectificado final del círculo exterior. Utilizando una rueda guía espiral con la misma mitad que el rodillo terminado para el rectificado final del círculo exterior, el círculo exterior del rodillo debe alcanzar el tamaño especificado en el dibujo después del rectificado final.
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En el proceso de estampación en frío de bolas de acero, después de que las barras se cortan en piezas en bruto con forma de columna, se frotan los dos extremos de las piezas en bruto con forma de columna y se cortan en formas de ángulo invertido o de ángulo redondo, y luego las piezas en bruto se transfieren a un mecanismo de estampación en frío para ser estampadas en bolas de acero de fundición en bruto; además, se dispone un mecanismo de corte y frotado de piezas en bruto en la máquina de estampación en frío correspondiente. Se puede mejorar la calidad y la tasa de elegibilidad de las bolas de acero de fundición en bruto y se puede reducir el costo de fabricación de las mismas. Además, como las formas de las piezas en bruto que entran en el mecanismo de forjado en frío son regulares, la tensión soportada por el mecanismo de estampación en frío es igual en el proceso de punzonado, por lo que se prolonga la vida útil de las matrices de estampación en frío.
