Способ изготовления обоймы опорных подшипников

 

Использование: в машиностроении, при изготовлении обойм опорных подшипников. Сущность изобретения: из навитой в виде пружины проволоки нарезают кольца. Затем осуществляют сварку давлением концов кольца и формирование дорожки качения. Сварку колец и формирование дорожек качения осуществляют одновременно путем прессования колец при температуре диффузионной сварки. Способ позволяет повысить качество подшипников, снизить трудоемкость процесса и увеличить коэффициент использования металла. 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении подшипников, в частности, обойм опорных подшипников.

В настоящее время, как правило, обоймы опорных подшипников получают вырубкой из листа или полосы, а также из трубной заготовки.

Недостатком данного способа является характерная для листового проката анизотропия механических свойств и низкий коэффициент использования металла, который составляет 20-35% Известен способ изготовления обойм подшипников из стальной ленты путем нагрева в вакууме до температуры выше температуры аустенитного превращения и сварки электронным лучом.

Недостатком способа является получение шва плавлением и, соответственно, изменение структурного состояния металла, включая пришовную зону. Это в свою очередь приводит к необходимости дополнительных термообработок с целью выравнивания структурного состояния изделия в целом.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления обоймы опорных подшипников, включающий стыковую сварку оплавлением колец из стальной профилированной ленты с содержанием углерода более 0,4% при котором деталь нагревается выше температуры фазового структурного превращения материала, что обеспечивает выполнение качественной сварки и отсутствие локализованных участков мартенсита и других вредных дефектов. Свариваемые поверхности при этом имеют V-образную разделку, препятствующую вытеснению металла в грат.

Данный способ позволяет получать достаточно прочное соединение, но не исключает структурную неоднородность в зоне соединения.

Кроме этого, для получения обойм подшипников по вышеуказанному способу необходимо предварительно сформировать заданный профиль колец путем прокатки или других видов обработки давлением.

Целью настоящего изобретения является улучшение качества подшипников, снижение трудоемкости процесса и увеличение коэффициента использования металла.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления обоймы опорных подшипников, включающем сварку давлением концов разрезной кольцевой заготовки и формирование дорожки качения, заготовку получают из проволоки, навитой в виде пружины, а сварку ее концов и формирование дорожки качения производят одновременно путем прессования заготовки при температуре диффузионной сварки.

В процессе изготовления обоймы опорных подшипников данным способом перед сваркой проволока подвергается дополнительной пластической деформации путем навивки в виде пружины, при этом достигается термодинамически менее устойчивое состояние холодно-деформированного металла и его активация.

После разрезки сварка стыков колец, являющихся частью пружины, осуществляется одновременно с формированием заданного профиля.

Способ поясняется чертежом, где: на фиг.1 изображено кольцо, являющееся частью пружины; на фиг.2 полуфабрикат обоймы после сварки; на фиг.3 обойма опорного подшипника; на фиг.4 представлена микроструктура соединения по прототипу; на фиг.5 микроструктура соединения, полученная данным способом (увеличение в 100 раз).

Способ осуществляется следующим образом.

Стальную проволоку навивали в виде пружины и разрезали на отдельные кольца. После этого концы каждого кольца сваривали при температуре диффузионной сварки и одновременно прессовали заготовки для формирования дорожек качения.

Пример осуществления способа изготовления обоймы опорных подшипников.

Исходным материалом для получения обоймы опорных подшипников служила проволока из стали марки ШХ 15 диаметром 9 мм. Пружину навивали на токарном станке модели 1К62 с шагом 9⁺¹ мм разрезали на отдельные кольца под углом 30^o (фиг.1).

После пескоструйной обработки и обезжиривания кольца помещали в камеру установки диффузионной сварки модели КТ-6. Сварку с одновременным формированием дорожки качения осуществляли при остаточном давлении в камере 0,13 Па, температуре 920±10^oС, давлении 20±2 МПа, в течение 2 минут.

В результате из проволоки был получен полуфабрикат обоймы подшипника с припусками (фиг.2).

На фиг. 5 видно, что структура соединения, полученная данным способом - однородная, характерная для монолита, без видимой границы сварки с общими зернами, прорастающими через плоскость раздела свариваемых частей.

На фиг.4 видно, что структура соединения, полученного по известному способу, характеризуется неоднородностью и разнозернистостью.

Совмещение операции сварки с формированием профиля обоймы из проволоки или прутка по данному способу позволяет исключить прокат профилированной ленты или листа и снизить трудоемкость изготовления подшипниковых обойм.

Коэффициент использования металла при этом составляет 80% против 20% по известной технологии изготовления подшипников из листа.

Формула изобретения

Способ изготовления обоймы опорных подшипников, при котором осуществляют сварку давлением концов разрезной кольцевой заготовки и формирование дорожки качения, отличающийся тем, что заготовку получают из проволоки, навитой в виде пружины, а сварку ее концов и формирование дорожки качения производят одновременно путем прессования заготовки при температуре диффузионной сварки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5