技术领域
[0001] 本
发明涉及
滚针轴承制造，尤其是
汽车、摩托车
发动机气
门工作中
摇臂轴承的制造方法。
背景技术
[0002] 汽车、摩托车摇臂轴承为发动机气门工作中的摇臂部件，在气门工作时受
凸轮轴旋转影响摇臂呈展开与闭合工作状态，随着车辆给油量的大小即
发动机转速的变化，气门展开与闭合
频率随之变化，摇臂呈上下敲击状态，速率达5000次/分钟，摇臂工作时靠摇臂轴承旋转运动，摇臂轴承需要承受巨大的敲击负荷。
[0003] 摇臂轴承由
外圈、
滚动体(滚针)、
内圈(内套销轴)组成，由于外形尺寸都比较小，加工后测量区段较短，不易发现尺寸
缺陷。一般摇臂轴承的外圈(外套)高度为6.5毫米，除去内径两侧
倒角约0.35毫米，有效
滚道长度为6.15毫米；滚针长度为5.5毫米，一些生产企业用圆头修正线滚针，圆弧两头一般具有各1.5毫米修正
曲率，实际负荷区长度仅为4.5毫米；内圈长度为13毫米，有效工作区域为7毫米。优质的摇臂轴承
质量除了具有极好的表面粗糙度，还需具备三个精确的圆柱度，即外套内径的圆柱度、内套外径的圆柱度、滚针外径的圆柱度。但是，在有效滚道(长度)近5毫米区域内，用一般千分之一的量具检测，无法有效观察上述三个零件圆柱体的误差，当上述三个圆柱度中出现一个较大误差或出现某一个凸出高点时，整套摇臂轴承产品工作时就非常容易失效。即使能够采用高
精度的轮廓仪对产品的圆柱度进行检测，对现场生产也无控制意义，无法提高产品的合格率。
[0004] 其
中轴承内套外径8毫米，内径5毫米(壁厚仅为1.5毫米)，由于空心管的内径无需磨削加工，势必会产生壁厚差，在经过高频淬火、磨加工后，容易引起微量弯曲，导致内套外径圆柱度超差。高频淬火是瞬间将轴承
钢由表及里由外径至内径方向进行
感应加热并淬火(硬)的过程，淬火后表面硬度及内部硬度均在HV653-832(HRC60-65)之间，内套的两端会等量留出3mm的非淬火(硬)区域(HV200-336)，形成一个垂直于轴线的淬火(硬)/非淬火(硬)的介质线。由于内套销轴(外径为8mm，内径为5mm)为空
心轴形状，管壁厚仅为1.5mm，在高强度冲击与极端压
力交变的工作过程中，内套极易沿着介质线发生断裂。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于针对目前车辆摇臂轴承制造业内存在的上述问题，提出一种精度较高、具有耐冲击负荷的车辆摇臂轴承的制造方法。
[0006] 实现本发明的技术方案如下：
[0007] 一种车辆摇臂轴承的制造方法，具有以下步骤：
[0008] a)加工出轴承外套，在对外套内径粗磨时采用圆鼓形磨头(
砂轮)，并且保证磨削时磨头总长的二分之一部分位于外套内；精磨时使用圆柱形小砂轮；
[0009] b)加工出圆柱形的滚针，并在滚针圆柱面的两端加工出对称的倒角，且倒角宽度小于等于1mm；
[0010] c)加工轴承内套(空心销轴)，首先要对内套原材料进行调质处理，提升微量
合金化元素在非调质钢中的作用，形成稳定的间隙相，提高钢质强度，然后进行淬火处理，并在粗磨后、精磨前进行消除
应力处理。
[0011] d)将滚针与内、外套装配成轴承产品。
[0012] 上述步骤a)中外套粗磨时，圆鼓形磨头完全切入到外套内腔内。
[0013] 上述外套精磨后，内表面还要采用纵向(沿轴向)往复式精研，并加入适量氯
碳化
硅抛光膏，加大
磨料比重，增加摩擦效率，提高表面粗糙度。
[0014] 上述步骤b)滚针加工还具有以下步骤：
[0015] a)进行淬火、回火处理；
[0016] b)进行粗磨、半精磨；
[0017] c)进行时效处理，以释放金属材料的内应力；
[0018] d)最后一道精磨。
[0019] 上述滚针采用一级精度的滚针组别。
[0020] 上述步骤c)中内套采用高频淬火，并设置淬火设备的
电极板
位置，使得内套经过淬火后形成的淬火/非淬火区域明显的介质线与内套轴线之间具有55～65度夹角，并且淬火后内套表面及内部硬度均在HV653-832(HRC60-65)之间。
[0021] 本发明通过上述方案的实施，对车辆摇臂轴承的制造方法做出了改进，有效的控制了目前摇臂轴承的精度、耐压力负荷的不足。具体的积极效果如下：1、滚针圆柱面两端加工有较小宽度的倒角，尽可能保留运行区域长度，提高了滚针的受力负荷及使用寿命；2、外套内表面和滚针表面金属工艺处理精细，并进行振荡、时效处理，消除金属内部应力，提高了轴承工作性能稳定度；3、内套高频淬火作用时，调整高频设备电极板的位置及形状，使得内套具有倾斜的淬火/非淬火区域介质线，能够将外部冲击压力沿着倾斜角度方向释放，缓解冲击压力的破坏力，大大提高了产品质量。
附图说明
[0022] 图1是本发明中摇臂轴承外套示意图。
[0023] 图2是本发明中滚针示意图。
[0024] 图3是目前内套高频淬火后淬火/非淬火区域示意图。
[0025] 图4是本发明中内套高频淬火后淬火/非淬火区域示意图。
[0026] 图5是本发明中高频设备
电机板示意图。
具体实施方式
[0027] 图1、图2和图4为本发明中摇臂轴承的外套、滚针和内套，其中外套高度为6.5毫米，有效滚道长度为6.15毫米，滚针长度为5.5毫米，内套长度为13毫米，有效工作区域为7毫米。
[0028] 目前摇臂轴承外套的常规加工方法为采用内圆磨床进行磨削，虽然加工过程磨头轴向往复进行，但实际磨削过程中，产品内径存在一定的鼓形，虽然很微量，但对于圆柱度要求非常高的轴承外套而言，是潜在缺陷。该鼓形产生原因是磨头(小砂轮，呈圆柱形)在工作时，必须将磨头的一部分伸出
工件(外套)两端面磨削，磨头两端的压力较大，造成外套两端过量磨削，于是产生了圆鼓度。
[0029] 本发明外套加工过程大致分以下步骤：
[0030] 1、在机床加工出中空的圆柱形毛坯；
[0031] 2、对外套内径采用圆鼓形磨头进行粗磨，并保证磨头的至少一半位于外套内腔里面，或者让圆鼓形磨头完全位于外套内腔，进行切入式磨削；
[0032] 3、采用圆柱形小砂轮进行精磨；
[0033] 4、进行金属
表面处理，采用纵向往复式精研，并加入氯碳化硅抛光膏，加大磨料比重，增加摩擦效率，保证粗糙度。
[0034] 上述外套加工方法可以获得很好的外套内腔圆柱度。
[0035] 当前摇臂轴承滚针加工常常考虑高速旋转工作环境下产生轴向串动，因此采用两端修正型滚针，但修正型滚针两头各有圆头倒角、并具有近1.5毫米卸荷区，因此，压强负载区域(宽度)只有不到5毫米，形成受力面积太小，容易造成动载或静载指标的损失。根据摇臂部件使用特征，轴承属往复旋转形式(即非全旋转)，滚针的轴向串动不存在，因此确保圆柱度情况下，滚针两端只需有倒角，尽可能保留运行宽度，可增强负荷能力。
[0036] 本发明滚针加工步骤如下：
[0037] 1、加工出圆柱形的滚针，并在滚针圆柱面的两端加工出对称的倒角，且倒角宽度小于等于1mm；
[0038] 2、进行淬火、回火处理；
[0039] 3、进行粗磨、半精磨；
[0040] 4、进行时效处理，以释放金属材料的内应力；
[0041] 5、最后一道精磨。
[0042] 上述滚针加工完成后，选用一级精度组别的滚针作为同一轴承的零件配合使用。
[0043] 本发明摇臂轴承的内套加工步骤如下：
[0044] 1、对内套原材料进行调质处理；目的是提升微量合金化元素在非调质钢中的行为和作用，可以形成及其稳定的间隙相，氮化物与碳化物可以相互溶解，形成氮碳化物，产生弥散强化效果，提高钢质强度。钢质中某些物质如VN不但是强化相，还可以抑制奥氏体
晶界的迁移，细化奥氏体晶粒，在
相变时又起到核心作用进一步使
铁素体晶粒细化，因此V和N的同时存在即具有明显的沉淀强化作用，又能起到韧化作用。
[0045] 2、然后进行高频淬火处理；
[0046] 3、进行粗磨；
[0047] 4、进行消除应力处理；虽然轴承钢在
热处理后进行了回火处理，基本消除内应力，但在后续加工时，通过对端面、外径、的粗磨、精磨的工艺加工，产生一定的摩擦与
挤压力，内应力仍然不断聚合。
[0048] 5、精磨。
[0049] 见图3、图4和图5，内套为空心销轴形状，高频淬火是利用高频瞬间巨大
电流的弧形波，形成
磁场感应区，使得进入该感应区的内套工件产生
集肤效应，迅速加热再冷却，达到淬火目的。目前内套高频淬火后形成的淬火(硬)/非淬火(硬)介质线垂直于内套轴线。本发明调整高频设备电极板的位置，使得内套经过淬火后形成的淬火/非淬火区域介质线与内套轴线之间具有55～65度夹角，并且淬火后内套表面及内部硬度均在HV653-832(HRC60-65)之间。倾斜的淬火/非淬火介质线能够将剪切压力沿着倾斜度角方向释放，缓解强大冲击力对内套的不良影响，本方法制造的内套产品可以承受超过700-800
牛顿(50kg左右)的剪切力，完全满足实用摇臂轴承工作中4500-5000次/分钟的敲击压力要求。
[0050] 显然，本发明的上述具体实施方式仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的
基础上还可以容易的做出其它形式上的变化或者替代，而这些改变或者替代也将包含在本发明确定的保护范围之内。
