[发明专利]一种整体外圈自润滑关节轴承的孔模挤压成形方法

说明书

技术领域    本发明涉及关节轴承制造领域，尤其涉及一种整体外圈的关节轴承的制造方法。

背景技术    当前我国在航空精密自润滑关节轴承产品方面，主要依赖进口，特别在整体外圈的自润滑轴承技术研究、制造方面，存在技术空白。自润滑关节轴承是由带外球面的内圈、带内球面的外圈和粘附在外圈内表面的自润滑层组成。按外圈的结构形式分为：非整体式和整体式。非整体式外圈结构的自润滑关节轴承，其外圈有缝，自润滑层表面也是剖分的，在使用中自润滑层的不均匀，使得间隙不均匀、受力不均匀，使轴承寿命与可靠性降低；另外，非整体式自润滑关节轴承的结构复杂、装配要求高。而整体式外圈结构的自润滑关节轴承，其外圈与自润滑层均为一体结构，外圈与内圈结构简单，使用中具有自润滑可靠性高、结构紧凑的特点，但在制造中，必须通过使外圈或者内圈塑性成形的方法，使外圈包络在内圈上。目前公开的自滋润关节轴承整体外圈的成形方法普遍对自润滑层容易造成剧烈挤压，也易造成自润滑层与内圈外表面损伤。而粘附在外圈内球面的自润滑层是关键功能结构，必须保障制造过程中无损伤并且形成符合成品要求的间隙条件。中国专利CN102489642A ，CN102501023A，CN102501024A，提出了三种整体外圈自润滑关节轴承成形方法，且对自润滑层无损伤，但是这几种方法主要应用于尺寸稍大自润滑关节轴承的制造，考虑到较小尺寸的自润滑关节轴承的制造方法贫乏，需要研究与开发一种新工艺，要求新工艺方法在关节轴承的制造过程中，成形力比较小，避免自润滑层损伤，能得到满足要求的游隙并且能够成形较小尺寸的自润滑关节轴承。

发明内容    本发明的目的在于提供一种在制造过程中轴承外圈内表面粘附的自润滑层与轴承内圈外表面间无剧烈挤压，制造中的成形过程对自润滑层无损伤，成形后具有符合成品关节轴承要求的轴承游隙且主要应用于较小尺寸自润滑关节轴承的成形的整体外圈自润滑关节轴承孔模挤压成形制造方法。

一种包括轴承内圈、轴承外圈和粘附在轴承外圈内表面的自润滑层的整体外圈自润滑关节轴承的孔模挤压成形方法，其主要是在孔模挤压成形之前，先将外圈坯料加工至设计的尺寸要求，然后将自润滑层粘附在外圈坯料的内表面上，再采用孔模挤压成形方法，使外圈坯料的内表面轮廓素线向内移动，使外圈坯料的内表面等间隙地包络到轴承内圈上。 

所述孔模挤压成形方法是先将加工成形的轴承内圈置于粘附有自润滑层的外圈坯料内，然后一起套在支撑轴上，再装在顶杆上部的下模具上；孔模挤压成形是通过顶杆运动，推动轴承内圈和外圈坯料进入孔模的孔腔中，使外圈坯料经过孔模孔腔的多段成形作用，使外圈坯料的内表面轮廓素线向内移动，最后等间隙地包络在轴承内圈外球面上；孔模孔腔轮廓素线是由四段直线段连接而成的，且连接处设有圆角；外圈坯料内表面轮廓素线有多段线形组成，通过对外圈坯料内表面轮廓素线的设计与优化，使自润滑层不会受到剧烈挤压，从而保护了自润滑层免受损伤；最后对成形后的外圈坯料进行机加工，而获得均匀游隙的自润滑关节轴承成品。

本发明与现有技术相比具有以下优点：解决了现有整体外圈自润滑关节轴承外圈成形及装配对自润滑层容易造成损伤的问题，在关节轴承孔模挤压成形过程中，轴承外圈与轴承内圈间无抱死与剧烈挤压作用，对自润滑层影响小，不会造成损伤，并且可以通过坯料和模具尺寸参数的调整，实现对轴承游隙的有效控制，关节轴承成形后具有符合成品轴承要求的轴承游隙且可以应用于较小自润滑关节轴承的成形。

附图说明    图1是本发明的孔模挤压成形工艺示意图；

图2是本发明的轴承坯料示意图。

附图中：1、孔模，1-1释放段，1-2、整形段、1-3、成形段，1-4、引入段，2、支撑轴，3、轴承内圈，4、自润滑层，5、外圈坯料，6、下模具，7、顶杆，8、外圈坯料内表面轮廓素线，9内圈外球面

具体实施方式    在图1所示的本发明的孔模挤压成形工艺示意图和图2所示的本发明的轴承坯料示意图中，整体外圈自润滑关节轴承的外圈坯料5为整体环件，按不同产品对外圈坯料5的要求，通过机加工，制造出外圈坯料5，再在外圈坯料5内表面上粘附自润滑层4，外圈坯料内表面轮廓素线8由多段线形组成，外圈坯料5内表面各段线形的尺寸根据实际生产的产品尺寸而定；然后将轴承内圈3置于粘附自润滑层的外圈坯料5中形成一个整体的轴承坯，再将其一起套在支撑轴2上，再安装在顶杆7上部的下模具6上，支撑轴通过螺纹和顶杆7连接，顶杆7推动外圈坯料5和轴承内圈3向上运动，进入孔模1孔腔中，孔模1孔腔轮廓素线由四条直线段组成，分别为：释放段1-1、整形段1-2、成形段1-3和引入段1-4，整形段1-2的孔径和产品外圈直径相同，引入段1-4的孔径稍大于外圈坯料的外径，成形段1-2和释放段1-1均为锥孔，且每段直线的连接处设有圆角，锥孔的角度、圆柱孔直径和长度根据产品不同而不同；坯料外圈5经过孔模孔腔多段成形作用，使外圈坯料内表面轮廓素线8向内圈外球面9移动，然后外圈坯料内表面轮廓素线8等间隙的包络在内圈外球面9上，通过对外圈坯料内表面轮廓素线8的设计和优化，可以使成形过程对自润滑层4不会产生损伤；最后对成形后的外圈坯料5进行机加工，而获得均匀游隙的自润滑关节轴承成品。