晶粒流线高精度匹配轴承外圈制备工艺的制作方法

本发明涉及一种轮毂单元锻造工艺领域，更具体地说，涉及一种晶粒流线高精度匹配轴承外圈制备工艺。

背景技术：

目前，中国专利网上公开了一种节能高效的铝合金轮毂制备工艺，包括以下步骤：1对轮毂毛坯进行旋压得到半成品；2对半成品进行冲压中心孔，得到预成品；3对预成品进行热处理得到成品。还公开了一种节能高效的铝合金轮毂制备系统。旋压得到的半成品具有约350℃的余温，此时质地较软，通过冲压能够加工出符合要求的中心孔，冲压过程耗时非常短，预成品的余温不会损失很多，相比在热处理之前钻中心孔的工艺，钻孔时间和热处理时间都大幅缩短，能耗降低，相比在热处理之后钻中心孔的工艺可以大幅降低钻孔所消耗的时间，以及钻孔过程的产生的能耗、磨损，节能且高效。

上述专利中的一种节能高效的铝合金轮毂制备工艺虽然具有节能高效的优点，但是该铝合金轮毂的制备方法的工序较多，且部分工序只能按照顺序进行加工无法对工件的多个工位同时加工，这会延长生产轮毂轴承的工时，阻碍提高生产效率。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中存在的传统的毂轴承生产加工方法生产效率较低的问题，现提供具有高生产效率的一种晶粒流线高精度匹配轴承外圈制备工艺。

1.本发明的一种晶粒流线高精度匹配轴承外圈制备工艺，所述的制备工艺为：

1）选取若干呈柱状的原料，将原料依次先放入金属外观检测仪中进行外形检测并记下外观检测数据，次品的直径小于370mm或直径大于570mm，良品的直径在371—380mm或直径在557—569mm，优品的直径在381—556mm。

2）原料的外形检测检测完成后，再将原料依次放入光谱元素检测仪中进行金属元素检测并记下元素检测数据，次品中含有四羰合钴负离子体co(co)4－：小于0.004%或大于0.03%，锰mn:大于2.5%，镉cd:小于0.03%或大于0.6%，铜cu:小于3.5%或大于8.5%；良品中含有四羰合钴负离子体co(co)4－：0.004-0.005%或0.015—0.03%，锰mn:1.5—2.5%，镉cd:0.03%—0.05%或0.55—0.6%，铜cu:3.5%—4.2%或8.0—8.5%；优品中含有四羰合钴负离子体co(co)4－：0.006-0.01%，锰mn:小于1.5%，镉cd:0.05%—0.5%，铜cu:4.2%—8.0%且cu大于0.8mn+4.05%。

3）原料的金属元素检测完成后，将原料依次放入金相显微镜中进行金属晶粒度检测并记下晶粒度检测数据，次品的晶粒度大于130mm，良品的晶粒度为110—130mm，优品的晶粒度小于110mm。

4）对各项检测数据进行对比和分析将原料进行次品、良品和优品的分类，分类完成后将原料区分摆放。

5）选取良品和优品的原料分别送入输送机中，所述的输送机会将原料依次送入第一加热炉中进行热处理，第一加热炉内温度为1130-1200℃，次品原料会被送入次品回收站中进行统一回收处理。

6）经过热处理的原料会被机械臂送入料件分选装置的进行温度检测，经过料件分选装置检测合格后的原料会被送到压力机中进行镦粗处理，原料合格温度为1140—1160℃；经过料件分选装置检测未合格的原料会被送入第二加热炉中进行二次热处理，第二加热炉内温度为1100-1200℃，经过二次热处理的原料亦会被送入压力机中进行镦粗处理。

7）在压力机中，镦粗处理后的原料会被装入预锻模中进行预锻处理，预锻处理后的原料会被装入精锻模中进行精锻处理。

8）经过精锻处理后的原料会被装入冲孔模中并在机械臂的带动下进入冲床中进行冲孔处理，在冲床中，冲孔处理后的原料会被装入切边模中进行切边处理。

9）经过切边处理后的原料已成为工件，之后机械臂将工件送到冷却输送装置中进行正火处理，之后在冷却输送装置带动下进入储存桶中进行锻件贮存处理。

10）选取锻件贮存处理后的工件，送入抛丸机中进行抛丸处理。

11）抛丸处理后的工件会被搬运至金属探伤机中进行探伤处理，探伤处理后合格的工件会被送入车床中进行车加工，车加工包括车配合端粗加工、车配合端精加工、车沟道表面粗加工和车沟道表面精加工。

12）经过车加工的工件会继续被搬运到加工中心依次进行钻孔、倒角和攻丝处理。

13）经过攻丝处理后工件会被送去工件检测仪中进行质量检测，若工件的检测结果符合【全检作业指导书】中的标准，则该工件会被送入刻印机中进行激光打标处理，若工件的检测结果未符合【全检作业指导书】中的标准，则该工件会再次被送入加工中心进行返工处理，返工处理后的合格的工件亦会被送入刻印机中进行激光打标处理。

14）激光打标处理后的工件会被送入工件包装中心依次进行清洗处理、喷漆处理和包装处理。

通过分检选用优良的原料，可以在加工生产时有效地提高产品的良品率，不合格的原料会被集中起来送去工厂进行反工，提高原料的利用率。选取晶粒度较高的原料，可有效地提高加工后得到的工件的屈服度，使本发明的良品率大大上升。

作为优选，所述的预锻模包括预锻上模和预锻下模，所述的预锻上模包括预锻内上模，所述的预锻内上模外套装有预锻外上模，所述的预锻内上模中心设有预锻压杆，所述的预锻下模包括预锻内下模，所述的预锻内下模外套装有预锻外下模，所述的预锻内下模中心设有脱料杆。

作为优选，所述的精锻模包括精锻上模和精锻下模，所述的精锻上模包括精锻内上模，所述的精锻内上模外套装有精锻外上模，所述的精锻内上模中心设有精锻压杆，所述的精锻下模包括精锻内下模，所述的精锻内下模外套装有精锻外下模，所述的精锻内下模中心设有脱料杆。

作为优选，所述的分选装置包括作为主体的架体，所述的架体上设有传输带，所述的传输带的侧方设有滑道，所述的滑道与传输带的连接处设有推料机构，所述的推料机构的下方设有挡料机构，所述的滑道的末端设有翻转机构，所述的翻转机构的侧方设有废料滑道，所述的翻转机构的前端设有温度传感器，所述的推料机构包括用来提供动力的电机，所述的电机与活塞杆相连接，所述活塞杆前端设有推块，所述的推块上设有用于固定原料的固定架，所述的挡料机构包括作为主体的挡料杆，所述的挡料杆尾部与伸缩杆相连接，所述的挡料杆下方设有支撑用的挡料支架，所述的翻转机构包括作为主体的翻转立柱，所述的翻转立柱呈圆柱状，所述的翻转立柱前端设有翻转机构可调限位。

利用温度传感器，可以有效的检测出原料在炉后的温度是否达标，再利用废料滑道，可将温度未达标的原料分离并返工，提高工件的良品率。使用时固定架先将原料固定，防止原料的推运过程中发生偏移，再用活塞杆和推块将原料推入滑道中。

作为优选，所述的冲床内设有液压机，所述的液压机下方设有工作台，所述的工作台右侧设有喷枪，所述的喷枪由喷墨机构和转座机构组成，所述的工作台左侧设有冷却输送装置，所述的冷却输送装置与工作台间设有用于搬运原料的机械臂，所述的冲床周围设有安全护栏，所述的安全护栏由钢丝网组成，所述的安全护栏的一侧开有安全门。

所述的液压机可以对原料进行锻压，锻压后的料件经过喷墨机构后可实现不易被空气氧化和在传输过程中不易出现损坏，所述的安全护栏可以有效地保护工人。

作为优选，所述的冷却输送装置包括作为主体的输送支架，所述的输送支架上设有传送带，所述的传送带上方设有吹风装置，所述的吹风装置呈凹字形，所述的吹风装置顶部设有4个风扇，所述的吹风装置的左右两侧分别设有通风口，吹风装置的底部设有风道。

4个风扇与通风口配合使用可以实现对炉后原料的快速降温，从而大幅度缩短炉后原料的降温时间，提高本发明的生产效率。

作为优选，所述的机械臂前端设有机械手，所述的机械手包括作为主体的连接板，所述的连接板前端设有机械手驱动模块，所述的机械手驱动模块上设有夹爪连杆，所述的夹爪连杆上设有机械手指，所述的夹爪连杆和机械手指之间设有关节装置；连接板、夹爪连杆的驱动装置、机械手指的驱动装置和关节装置分别与机械手驱动模块相连接。

通过连接板、夹爪连杆的驱动装置、机械手指的驱动装置和关节装置分别与机械手驱动模块相连接，将主控制程序写入机械手驱动模块中，可实现机器人夹具的自动化运行。

作为优选，所述的机械手驱动模块呈梯形块，所述的梯形块短边处设有驱动电机，所述的梯形块内部设有控制芯片，所述的梯形块长边处设有夹爪滑块，所述的夹爪连杆的尾部与夹爪滑块相连接，所述的夹爪滑块的表面呈长方形，所述的夹爪连杆的颈部设有用于固定原料的三角突起，所述的夹爪连杆的腰部设有可将夹爪连杆伸长的伸缩滑块;夹爪滑块的驱动装置和伸缩滑块的驱动装置分别与控制芯片相连接，所述的关节装置包括圆盘状的关节齿轮，所述的关节齿轮的轴心处传动连接有关节电机；关节电机与控制芯片相连接，所述的机械手指上设有至少一个活动齿轮，所述的活动齿轮的轴心处亦设有关节电机。

利用关节齿轮和活动齿轮，在关机电机的带动下可以实现机械手指的自由活动。

本发明具有以下有益效果：生产流程简便，产品的良品率高，原料的利用率高。

附图说明

附图1为本发明的预锻模的结构示意图。

附图2为本发明的精锻模的结构示意图。

附图3为本发明的预锻内上模的结构示意图。

附图4为本发明的预锻外上模的结构示意图。

附图5为本发明的预锻压杆的结构示意图。

附图6为本发明的预锻内下模的结构示意图。

附图7为本发明的预锻外下模的结构示意图。

附图8为本发明的脱料杆的结构示意图。

附图9为本发明的精锻内上模的结构示意图。

附图10为本发明的精锻外上模的结构示意图。

附图11为本发明的精锻压杆的结构示意图。

附图12为本发明的精锻内下模的结构示意图。

附图13为本发明的精锻外下模的结构示意图。

附图14为本发明的脱料杆的结构示意图。

附图15为本发明的分选装置的结构示意图。

附图16为本发明的冲床的结构示意图。

附图17为本发明的机械手的结构示意图。

预锻内上模1，预锻外上模2，预锻压杆3，预锻内下模4，预锻外下模5，脱料杆6，精锻内上模7，精锻外上模8，精锻压杆9，精锻内下模10，精锻外下模11，脱料杆12，架体13，传输带14，滑道15，废料滑道17，温度传感器18，电机19，活塞杆20，推块21，固定架22，挡料杆23，伸缩杆24，挡料支架25，翻转立柱26，翻转机构可调限位27，液压机28，工作台29，喷枪30，安全护栏31，安全门32，输送支架33，传送带34，通风口35，连接板36，机械手驱动模块37，夹爪连杆38，机械手指39，伸缩滑块40，驱动电机41，夹爪滑块42，三角突起43。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：根据附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图6、附图7、附图8、附图9、附图10、附图11、附图12、附图13、附图14、附图15、附图16和附图17对本发明进行进一步说明，本例的一种晶粒流线高精度匹配轴承外圈制备工艺，其特征是，所述的制备工艺为：

1、选取若干呈柱状的原料，将原料依次先放入金属外观检测仪中进行外形检测并记下外观检测数据，次品的直径小于370mm或直径大于570mm，良品的直径在371—380mm或直径在557—569mm，优品的直径在381—556mm。

2、原料的外形检测检测完成后，再将原料依次放入光谱元素检测仪中进行金属元素检测并记下元素检测数据，次品中含有四羰合钴负离子体co(co)4－：小于0.004%或大于0.03%，锰mn:大于2.5%，镉cd:小于0.03%或大于0.6%，铜cu:小于3.5%或大于8.5%；良品中含有四羰合钴负离子体co(co)4－：0.004-0.005%或0.015—0.03%，锰mn:1.5—2.5%，镉cd:0.03%—0.05%或0.55—0.6%，铜cu:3.5%—4.2%或8.0—8.5%；优品中含有四羰合钴负离子体co(co)4－：0.006-0.01%，锰mn:小于1.5%，镉cd:0.05%—0.5%，铜cu:4.2%—8.0%且cu大于0.8mn+4.05%。

3、原料的金属元素检测完成后，将原料依次放入金相显微镜中进行金属晶粒度检测并记下晶粒度检测数据，次品的晶粒度大于130mm，良品的晶粒度为110—130mm，优品的晶粒度小于110mm。

4、对各项检测数据进行对比和分析将原料进行次品、良品和优品的分类，分类完成后将原料区分摆放。

5、选取良品和优品的原料分别送入输送机中，所述的输送机会将原料依次送入第一加热炉中进行热处理，第一加热炉内温度为1130-1200℃，次品原料会被送入次品回收站中进行统一回收处理。

6、经过热处理的原料会被机械臂送入料件分选装置的进行温度检测，经过料件分选装置检测合格后的原料会被送到压力机中进行镦粗处理，原料合格温度为1140—1160℃；经过料件分选装置检测未合格的原料会被送入第二加热炉中进行二次热处理，第二加热炉内温度为1100-1200℃，经过二次热处理的原料亦会被送入压力机中进行镦粗处理。

7、在压力机中，镦粗处理后的原料会被装入预锻模中进行预锻处理，预锻处理后的原料会被装入精锻模中进行精锻处理。

8、经过精锻处理后的原料会被装入冲孔模中并在机械臂的带动下进入冲床中进行冲孔处理，在冲床中，冲孔处理后的原料会被装入切边模中进行切边处理。

9、经过切边处理后的原料已成为工件，之后机械臂将工件送到冷却输送装置中进行正火处理，之后在冷却输送装置带动下进入储存桶中进行锻件贮存处理。

10、选取锻件贮存处理后的工件，送入抛丸机中进行抛丸处理。

11、抛丸处理后的工件会被搬运至金属探伤机中进行探伤处理，探伤处理后合格的工件会被送入车床中进行车加工，车加工包括车配合端粗加工、车配合端精加工、车沟道表面粗加工和车沟道表面精加工。

12、经过车加工的工件会继续被搬运到加工中心依次进行钻孔、倒角和攻丝处理。

13、经过攻丝处理后工件会被送去工件检测仪中进行质量检测，若工件的检测结果符合【全检作业指导书】中的标准，则该工件会被送入刻印机中进行激光打标处理，若工件的检测结果未符合【全检作业指导书】中的标准，则该工件会再次被送入加工中心进行返工处理，返工处理后的合格的工件亦会被送入刻印机中进行激光打标处理。

14、激光打标处理后的工件会被送入工件包装中心依次进行清洗处理、喷漆处理和包装处理。

所述的预锻模包括预锻上模和预锻下模，所述的预锻上模包括预锻内上模1，所述的预锻内上模1外套装有预锻外上模2，所述的预锻内上模2中心设有预锻压杆3，所述的预锻下模包括预锻内下模4，所述的预锻内下模4外套装有预锻外下模5，所述的预锻内下模5中心设有脱料杆6。

所述的精锻模包括精锻上模和精锻下模，所述的精锻上模包括精锻内上模7，所述的精锻内上模7外套装有精锻外上模8，所述的精锻内上模7中心设有精锻压杆9，所述的精锻下模包括精锻内下模10，所述的精锻内下模10外套装有精锻外下模11，所述的精锻内下模10中心设有脱料杆12。

所述的分选装置包括作为主体的架体13，所述的架体13上设有传输带14，所述的传输带14的侧方设有滑道15，所述的滑道15与传输带14的连接处设有推料机构，所述的推料机构的下方设有挡料机构，所述的滑道15的末端设有翻转机构，所述的翻转机构的侧方设有废料滑道17，所述的翻转机构的前端设有温度传感器18，所述的推料机构包括用来提供动力的电机19，所述的电机19与活塞杆20相连接，所述活塞杆20前端设有推块21，所述的推块21上设有用于固定原料的固定架22，所述的挡料机构包括作为主体的挡料杆23，所述的挡料杆23尾部与伸缩杆24相连接，所述的挡料杆23下方设有支撑用的挡料支架25，所述的翻转机构包括作为主体的翻转立柱26，所述的翻转立柱26呈圆柱状，所述的翻转立柱26前端设有翻转机构可调限位27。

所述的冲床内设有液压机28，所述的液压机28下方设有工作台29，所述的工作台29右侧设有喷枪30，所述的喷枪30由喷墨机构和转座机构组成，所述的工作台29左侧设有冷却输送装置，所述的冷却输送装置与工作台29间设有用于搬运原料的机械臂，所述的冲床周围设有安全护栏31，所述的安全护栏31由钢丝网组成，所述的安全护栏31的一侧开有安全门32。

所述的冷却输送装置包括作为主体的输送支架33，所述的输送支架33上设有传送带34，所述的传送带33上方设有吹风装置，所述的吹风装置呈凹字形，所述的吹风装置顶部设有4个风扇34，所述的吹风装置的左右两侧分别设有通风口35，吹风装置的底部设有风道35。

所述的机械臂前端设有机械手，所述的机械手包括作为主体的连接板36，所述的连接板36前端设有机械手驱动模块37，所述的机械手驱动模块37上设有夹爪连杆38，所述的夹爪连杆38上设有机械手指39，所述的夹爪连杆38和机械手指40之间设有关节装置；连接板36、夹爪连杆38的驱动装置、机械手指39的驱动装置和关节装置分别与机械手驱动模块37相连接。

所述的机械手驱动模块37呈梯形块，所述的梯形块短边处设有驱动电机41，所述的梯形块内部设有控制芯片，所述的梯形块长边处设有夹爪滑块42，所述的夹爪连杆38的尾部与夹爪滑块42相连接，所述的夹爪滑块42的表面呈长方形，所述的夹爪连杆38的颈部设有用于固定原料的三角突起43，所述的夹爪连杆38的腰部设有可将夹爪连杆38伸长的伸缩滑块44;夹爪滑块42的驱动装置和伸缩滑块44的驱动装置分别与控制芯片相连接，所述的关节装置包括圆盘状的关节齿轮，所述的关节齿轮的轴心处传动连接有关节电机；关节电机与控制芯片相连接，所述的机械手指上设有至少一个活动齿轮，所述的活动齿轮的轴心处亦设有关节电机。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。