实体滚针轴承及轴承外圈的加工工艺的制作方法

本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种实体滚针轴承及轴承外圈的加工工艺。

背景技术：

新能源电动压缩机动盘轴承目前行业内使用普遍的轴承都是深沟球轴承，但该环境对轴承高转速、高承载性能要求非常高，并且压缩机工作时带有一定的偏心量，使得轴承在高速条件下偏心力很大，偏心力特别是对保持架强度要求更加苛刻。目前行业内发现采用深沟球轴承的铁保持架因高速偏载力的影响保持架断裂普遍存在，而该问题无论国内厂家、国外轴承厂家都无法彻底解决，因此需要新的方案满足市场的使用需求。

基于此，提出本案申请。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种实体滚针轴承及外圈加工工艺，用于新能源电动压缩机动盘中，提高轴承的承载能力，使轴承适应高径向力以及偏载引起的轴向力环境的使用。

为实现上述目的，本发明提供一种实体滚针轴承，包括轴承外圈、滚针、保持架和密封组件，所述轴承外圈的外径面的一侧端部设有引导结构，所述引导结构相对于所述外径面内凹设置；所述轴承外圈的内径面的两端朝内设有挡边，两端的挡边之间的所述内径面上加工有滚道，所述挡边相对的侧面背向倾斜设置，倾斜角度为10’~30’；

所述滚针为圆头滚针，其部分地嵌装于两端所述挡边之间，

所述轴承外圈的内径面的远离所述引导结构的另一侧的端部设有密封槽，所述密封组件与所述密封槽过盈配合。

在上述结构中，通过设计圆头滚针与挡边接触而提高滚针轴承的轴向承载能力：在本发明实体滚针轴承中，由于滚针为圆头滚针，故圆头滚针与挡边的接触为点接触，可以有效降低滚子端面和挡边的滑动摩擦发热、提高轴向承载能力。同时挡边具有一定的倾斜角度从而改变了常规接触表面的几何形状，不仅能够改善了接触润滑状况，并可以进一步、明显的提高轴向承载能力，以及，该结构可以提高滚针的允许歪斜角，从而提高轴承的径向承载力。

本发明轴承为单侧密封，没有密封一端主要靠客户处壳体进行封闭。

本发明进一步设置如下：所述引导结构包括一设置于所述外径面的端部的边缘的直径小于所述外径面的平环面、以及一斜环面，所述斜环面与所述平环面衔接。该引导结构简单，不仅便于加工、能够起到良好的引导效果，同时也避免了引导结构对与其设于同侧的挡边的结构的稳定性产生不良影响。

为确保引导效果、使本发明轴承便于装配使用，本发明进一步设置如下：所述斜环面相对于所述平环面的倾斜角度不小于150°。

本发明进一步设置如下：所述密封组件包括有骨架以及包覆在骨架上的密封胶料，所述密封胶料采用耐高温橡胶，其能够在150℃以上的工作环境中使用。

作为优选，密封组件采用fkm+spcc制成。

本发明进一步设置如下：所述保持架采用耐高温尼龙保持架。

上述耐高温尼龙保持架是指可长期在150℃以上使用的尼龙工程塑料。pa46、pa6t、pa9t等。

本发明进一步设置如下：所述耐高温尼龙保持架采用pa46+30%gf材料制成。

通过对密封组件以及尼龙保持架的耐高温材料的选择，其能够大大提升轴承的耐高温性能，从而适应高温环境的使用、延长轴承在高温环境下的使用寿命并保持其性能，从而满足实际的使用需求。

本发明进一步设置如下：所述挡边相对的侧面采用磨削加工形成。

本发明的另一目的在于提供一种轴承外圈的加工工艺，包括以下步骤，

s1、通过成型材料管件，使其加工成轴承外圈毛坯；

s2、在轴承外圈毛坯的外圆周向车削出引导结构、密封槽、滚道与挡边；

s3、在轴承外圈毛坯车削的基础上进行整体淬火+高温回火；

s4、通过回火后的轴承外圈毛坯先进行端面磨削，在进行滚道磨削；

s5、滚道磨削后的轴承外圈再进行外圆周向磨削，根据轴承外圈挡边角度设计调整砂轮再磨削挡边，从而形成所需要角度；

s6、最后对轴承外圈进行滚道超精。

本发明的有益效果如下：

一、本发明对实体滚针轴承进行了结构上的优化，优化设计后该产品结构不仅可承受大的径向力还可提高轴承的轴向承载能力，使实体滚针轴承得以应用于高载荷以及具有一定偏载带来的轴向力的工作环境中。同时，通过在外圈上设计引导结构，可以方便客户在安装轴承至动盘上时的导入、嵌合以及卡紧，极大方便的轴承的装配。

二、本发明中，保持架、密封圈均采用耐高温材料，结合对套圈外圈的热处理优化而大大加强了轴承的耐高温性能，使实体滚针轴承可使用在高转速、高温的恶劣环境下，延长轴承的使用寿命。

三、本发明实体滚针轴承的加工过程步骤简单、方便操作、适于自动化、大量化生产。

四、本发明实体滚针轴承的结构、布局均得到了优化，既能够提高轴承性能，也便于加工、生产和使用，具有实际使用价值。

附图说明

图1为本发明具体实施例整体示意图。

图2为本发明具体实施例外圈结构示意图。

图3为图2局部放大示意图。

附图标记：1、轴承外圈；2、滚针；3、保持架；4、密封组件；11、引导结构；12、挡边一；13、挡边二；14、密封槽；15、滚道；11-1、平环面；11-2、斜环面；11-3、圆弧过渡面一；11-4、圆弧过渡面二；12-1、斜侧面一；12-2、倒角一；13-1、斜侧面二；13-2、倒角二。

具体实施方式

实施例1本实施例提供一种实体滚针2轴承，包括轴承外圈1、滚针2、保持架3和密封组件4，如图1所示，轴承外圈1的外径面的左侧端部设有引导结构，引导结构相对于外径面内凹设置，其包括一设置于轴承外圈1的外径面的端部的边缘的平环面11-1和一斜环面11-2，斜环面11-2位于平环面11-1的右侧且与平环面11-1直接衔接。本实施例中，平环面11-1直径小于外径面。斜环面11-2相对于平环面11-1的倾斜角度不小于150°，以确保引导结构具有良好、不费力的引导效果和装配辅助作用。

并且，为进一步确保引导结构作用顺畅、无碰撞，平环面11-1的左侧边沿设置有圆弧过渡面一11-3，斜环面11-2的右侧与外径面衔接且衔接处设置有圆弧过渡面二11-4。通过先内凹、再变径设计的引导结构，在将实体滚针2轴承与压缩机的动盘压装时，可以利用上述配合，使实体滚针2轴承快速、方便地装入动盘的壳体中，实现紧配固定以及有效的密封。

相应地，轴承外圈1的内径面的远离引导结构的另一侧——即其右端的端部设有密封槽14，该密封槽14与轴承外圈1的右侧端面之间间隔有一定距离，以便将装配于密封槽14中的密封组件4的端面包裹在内，保护密封组件4在使用过程中尽量不受其他结构或部件的影响，而能正常地发挥其密封作用。

继续参见图1所示，轴承外圈1的内径面的两端朝内设有挡边一12、挡边二13，挡边一12与引导结构在径向上相对设置，挡边一12与挡边二13之间的内径面上加工有滚道15，同时挡边一12与挡边二13之间也形成了可用于装配滚针2的滚道15槽。滚针2为圆头滚针2，其通过保持架3部分地嵌装于挡边一12与挡边二13之间，同时挡边一12与挡边二13相对的一侧侧面背向倾斜设置，倾斜角度为10’~30’，在图1中，其显示为斜侧面一12-1、斜侧面二13-1，斜侧面一12-1、斜侧面二13-1的倾角角度显示为3°。通过圆头滚针2与挡边一12与挡边二13的斜侧面一12-1、斜侧面二13-1分别配合，极大地提高了滚针2轴承的轴向承载力。

以及，斜侧面一12-1、斜侧面二13-1采用磨削加工形成，可以进一步降低滚针2与挡边侧壁之间的滑动摩擦而提高轴承的轴向承载力。当然，相较于车工，磨削加工也更便于控制斜侧面一12-1、斜侧面二13-1的倾斜角度，使挡边一12与挡边二13的倾斜角度符合设定，保持滚针2在其中运转的稳定。

在本实施例中，密封组件4包括有骨架以及包覆在骨架上的密封胶料，并且，保持架3采用耐高温尼龙保持架3。密封组件4采用fkm+spcc制成。耐高温尼龙保持架3采用pa46+30%gf材料制成。从而使本实施例实体滚针2轴承可以充分适应新能源汽车中压缩机动盘处的恶劣的运行环境。

此外，本实施例中，斜侧面一12-1、斜侧面二13-1的内端处，分别涉及有倒角一12-2、倒角二13-2，以缩小斜侧面一12-1、斜侧面二13-1的面积、并使滚针2装配时更为便利。

实施例2本实施例提供一种轴承外圈1的加工工艺，包括以下步骤：

s1、通过成型材料管件，使其加工成轴承外圈1毛坯；

s2、在轴承外圈1毛坯的外圆周向车削出引导结构、密封槽14、滚道15与挡边；

s3、在轴承外圈1毛坯车削的基础上进行整体淬火+高温回火；

s4、通过回火后的轴承外圈1毛坯先进行端面磨削，在进行滚道15磨削；

s5、滚道15磨削后的轴承外圈1对轴承外圆周向磨削，根据轴承外圈1挡边角度设计调整砂轮再磨削挡边，从而形成所需要角度；

s6、最后对轴承外圈1进行滚道15超精。

本实施例采用上述加工工艺具备以下效果：一、本实施例先对轴承外圈的外圆周向车削引导结构、再依次车削内圆周向上的密封槽、滚道与挡边，形成了从外周至内周、从端部外侧至内部逐渐内收的加工顺序，适于设备自动加工。第二、先外部加工、再内部加工的加工方式，可以先将外部尺寸初步固定作为内部加工的参考，有利于将轴承外圈的初步加工误差控制于0.1mm以内，为后续加工步骤的加工精度提供基础。三、本实施例中，在淬火后再进行精细加工时，与粗加工的方向相反，本实施例先对内圆周向上的端面、滚道进行处理，再处理挡边以及外圆周向，能够进一步提高加工精度，满足使用需要。

综上所述，本发明提供了一种实体滚针2轴承以及其轴承外圈1的加工工艺，用于替代深沟球轴承在新能源汽车压缩机动盘中的使用，该产品结构不仅可承受大的径向力还可提高轴承的轴向承载能力。同时，保持架3、密封圈材料的选择以及外圈热处理优化后，该轴承可使用在高转速，高温、高载荷以及具有一定偏载带来的轴向力的恶劣环境。本发明轴承产品便于加工、便于客户安装。