專利名稱：滾輪殘余應(yīng)力截斷法弧形成型的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于滾輪加工技術(shù)，提出一種滾輪殘余應(yīng)力截斷法弧形成型的工藝方法， 適用于滲碳淬火滾輪圓柱平直段與端面間過渡弧形成型，可推廣應(yīng)用于其它類滲碳淬火零 件圓柱平直段與端面間弧形過渡的成型加工。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)凸輪與滾輪是一對工況惡劣的摩擦副，將滾輪設(shè)計為中間直線段、兩端平 滑弧形的輪廓形狀，有利于凸輪向滾輪傳遞動力瞬間提供平整的接觸面，從而達(dá)到整個接 觸面上應(yīng)力的均勻分布，有效減小磨損。滾輪兩端平滑弧形的高精度加工是滾輪制造的難 點(diǎn)。目前采用以下工藝方法加工方法一用普通設(shè)備將滾輪兩端加工成雙重倒角，該方 法加工的滾輪邊緣局部接觸應(yīng)力大，極易造成滾輪邊緣磨損失效；方法二 在精密數(shù)控磨 床上采用直線與圓弧插補(bǔ)法精密加工大圓弧鼓形曲面，此方法提高了曲面加工精度，但需 專用高精數(shù)控設(shè)備，生產(chǎn)成本高，而且仍不能實(shí)現(xiàn)滾輪兩端理想的平滑弧形過渡，制約凸輪 軸_滾輪摩擦副接觸疲勞壽命的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)行加工技術(shù)的不足，提出一種滾輪殘余應(yīng)力截斷法弧形成 型的工藝方法，實(shí)現(xiàn)滲碳淬火滾輪圓柱平直段與端面間理想的平滑弧形過渡。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)(1)選取滲碳鋼棒，材料20CrMn，規(guī)格Φ 36mm ；(2)半精加工外圓和內(nèi)孔，形成滾輪；(3)滾輪整體滲碳淬火；滾輪在密封箱式多用爐生產(chǎn)線上進(jìn)行滲碳、淬火和回火；滲碳加熱溫度920°C，爐 內(nèi)碳勢0. 85%，滲碳后風(fēng)冷至室溫出爐，滲碳層深度2. 0 2. 5mm ；淬火加熱溫度820°C，保 溫60分鐘，油冷；回火加熱溫度180°C，保溫120分鐘，空氣冷卻，表面硬度58-60HRC ；(4)精磨滾輪外圓和內(nèi)孔，并車兩端面；(5)加工環(huán)形凹槽；采用成型刀具在滾輪環(huán)形實(shí)體兩端面的中間部位沿圓周方向 加工環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽深度等于或大于滲碳層深度，凹槽寬度方向保留內(nèi)孔和外圓滲碳 層；凹槽部分材料去除后，將滾輪端面連續(xù)分布的殘余壓應(yīng)力截斷，凹槽相鄰區(qū)域金屬單元 體的三向壓應(yīng)力平衡狀態(tài)被打破，凹槽周圍殘余應(yīng)力重新分布，形成圓柱平直段與端面間 的平滑圓弧過渡。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、利用殘余應(yīng)力局部截斷法，實(shí)現(xiàn)滾輪平直段與端面間理想光滑的弧形過渡。2、解決了滾輪弧形過渡不平滑、工作中應(yīng)力集中嚴(yán)重、易發(fā)生磨損失效等問題，使 凸輪-滾輪摩擦副傳遞動力過程中，整個接觸面上的接觸應(yīng)力均勻分布，改善了凸輪-滾輪 摩擦副間的潤滑條件，提高了滾輪的承載能力和系統(tǒng)可靠性。
3、簡單易行，不需專用精密數(shù)控設(shè)備，生產(chǎn)成本低，便于實(shí)施。


附圖1為實(shí)施例滲碳鋼棒示意圖。附圖2為實(shí)施例半精加工示意圖。附圖3為實(shí)施例滲碳后示意圖。附圖4為實(shí)施例精磨外圓、孔并車端面示意圖。附圖5為實(shí)施例加工環(huán)形凹槽示意圖。附圖6為實(shí)施例滾輪弧形端面(未按比例)。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明實(shí)施例(1)選取滲碳鋼棒，材料20CrMn，具體規(guī)格見附圖1。(2)按附圖2半精加工滾輪外圓和內(nèi)孔。(3)滾輪整體滲碳淬火滾輪在密封箱式多用爐生產(chǎn)線上進(jìn)行滲碳、淬火和回火。在密封箱式多用爐內(nèi)滲碳，滲碳加熱溫度920°C，爐內(nèi)碳勢0. 85%，滲碳后風(fēng)冷至 室溫出爐，滲碳層深度2. 0 2. 5mm，如附圖3所示。在密封箱式多用爐內(nèi)淬火，淬火加熱溫度820°C，保溫60分鐘，油冷；在箱式回火 爐內(nèi)回火，回火加熱溫度180°C，保溫120分鐘，空氣冷卻，表面硬度58-60HRC。(3)按附圖4精磨滾輪外圓和內(nèi)孔，并車兩端面。(4)按附圖5加工環(huán)形凹槽；采用立方氮化硼成型刀具在滾輪環(huán)形實(shí)體兩端面的中間部位沿圓周方向加工環(huán) 形凹槽，環(huán)形凹槽深2. 5+0. 2mm,凹槽寬度方向保留內(nèi)孔和外圓滲碳層，即得到附圖6所示 的弧形端面。
權(quán)利要求
一種滾輪殘余應(yīng)力截斷法弧形成型的工藝方法，其特征包括以下步驟(1)選取滲碳鋼棒，材料20CrMn，規(guī)格φ36mm；(2)半精加工外圓和內(nèi)孔，形成滾輪；(3)滾輪整體滲碳淬火；滾輪在密封箱式多用爐生產(chǎn)線上進(jìn)行滲碳、淬火和回火。滲碳加熱溫度920℃，爐內(nèi)碳勢0.85％，滲碳后風(fēng)冷至室溫出爐，滲碳層深度2.0～2.5mm；淬火加熱溫度820℃，保溫60分鐘，油冷；回火加熱溫度180℃，保溫120分鐘，空氣冷卻，表面硬度58 60HRC；(4)精磨滾輪外圓和內(nèi)孔，并車兩端面；(5)加工環(huán)形凹槽；采用成型刀具在滾輪環(huán)形實(shí)體兩端面的中間部位沿圓周方向加工環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽深度等于或大于滲碳層深度，凹槽寬度方向保留內(nèi)孔和外圓滲碳層。凹槽部分材料去除后，將滾輪端面連續(xù)分布的殘余壓應(yīng)力截斷，凹槽相鄰區(qū)域金屬單元體的三向壓應(yīng)力平衡狀態(tài)被打破，凹槽周圍殘余應(yīng)力重新分布，形成圓柱平直段與端面間的平滑圓弧過渡。
全文摘要
本發(fā)明屬于滾輪加工技術(shù)，提出一種滾輪殘余應(yīng)力截斷法弧形成型的工藝方法，所述方法包括以下步驟(1)選取滲碳鋼棒，材料20CrMn，規(guī)格φ36mm；(2)半精加工外圓和內(nèi)孔，形成滾輪；(3)滾輪整體滲碳淬火；滲碳層深度2.0～2.5mm，表面硬度58-60HRC；(4)精磨滾輪外圓和內(nèi)孔，并車兩端面；(5)加工端面環(huán)形凹槽；采用成型刀具在滾輪環(huán)形實(shí)體兩端面的中間部位沿圓周方向加工環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽深度等于或大于滲碳層深度，凹槽寬度方向保留內(nèi)孔和外圓滲碳層。凹槽部分材料去除后，將滾輪端面連續(xù)分布的殘余壓應(yīng)力截斷，凹槽相鄰區(qū)域金屬單元體的三向壓應(yīng)力平衡狀態(tài)被打破，凹槽周圍殘余應(yīng)力重新分布，形成圓柱平直段與端面間的平滑圓弧過渡。
文檔編號C23C8/22GK101956805SQ201010292640
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者任偉霞, 劉丕人 申請人:河南柴油機(jī)重工有限責(zé)任公司