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圆锥滚子轴承套圈内外同套锻造工艺及其控制

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  • 发布时间:2014-12-28
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套圈是滚动轴承的重要零件,其重量-般约占总重量的 60%-70%。套圈毛坯有锻件、冷挤件、温挤件、管料和棒料等,其中锻件占套圈毛坯总数的85%左右。由轴承生产的劳动量分析可知,套圈毛坯锻造的劳动量通常占轴承加工总劳动量的 10%-15%。毛坯加工工艺、设备精度和性能决定了毛坯质量,毛坯的好坏直接影响车削加工精度,而车削加工的好坏又影响磨削精度和效率。由于轴承结构不同,尺寸大小不-,各厂设备、技术状况及生产习惯的不同,轴承套圈毛坯的制造工艺也各不相同 1。资料表明,除管料和棒料直接车削外,其余均采用锻压成形。目前,-些先进工艺如冷辗扩、冷挤压、温挤压以及高速镦锻等已经被采用。

1概述轴承套圈锻造加工的主要目的是:①获得与产品形状相近的毛坯,从而提高金属材料利用率,减少机械加工量;②消除金属内在缺陷,改善金属组织,使金属流线分布合理,致密度好,从而提高轴承使用寿命。

根据锻造时金属的温度高低,将锻造分为热锻、冷锻和温锻三大类:将金属加热到再结晶温度以上的锻造加工叫热锻;金属在室温下的变形叫冷锻;而介于两者之间的金属变形叫温锻。现在大量采用的加工方法还是热锻。热锻轴承套圈的生产过程主要包括三个环节:加热、下料和锻造成形。锻造成形是套圈锻造生产的中心环节,其形式很多,我国大量采用的是三大类工艺:锤上锻、平锻机锻造和压力机锻造。压力机锻造后,要经过扩孔机辗扩成形,以提高锻件质量、精度和生产率,有时为了进-步提高锻件的尺寸和几何精度,为后续工序的自动化创造条件,需要再加精整f或整形)工序。最后是退火工艺以便机加工日。

2压力机上锻造轴承套圈的优点在压力机上锻造轴承套圈,除-些小型锻件在压力机上直接锻造成形外,-般将压力机与扩孔机联起来 ,组织流水作业-火锻造流水线,由压力机提供扩孔前的毛坯,这样降低了对压力机锻造的要求,扩大其能加工锻件的尺寸范围,充分利用了辗扩工艺的优点,因而提高了生产效率,提高了锻件的尺寸精度和内在质量。压力机锻造轴承套圈的优点有:2.1锻件质量高:金属在型模中被挤压成形,内部组织均匀致密,锻件表面光洁,尺寸精度高。经辗扩后的锻件,有的直接将套圈的滚道辗出,金属流线符合轴承的工作要求,因而提高了轴承的寿命。

2.2生产效率高:在流水线上作业的操作人员少,班产量高。

2.3工艺稳定性好,工艺灵活性强。-经试验成功的压力机锻造工艺,即可稳定投入生产,而且工艺方法可灵活多变,既可采用大吨位多工位压力机锻造,又可采用单工位多台小吨位压力机联接锻造 。

- 1l0-图 1圆锥滚子轴承套圈整形模具2.4操作技术要求不高,劳动条件好。

2.5压力机是机械传动,工作压力是垂直静压力,便于实现操作机械化与自动化。

压力机上锻造套圈锻件工艺类型可分为挤压工艺、挤压辗扩(整形)工艺,套锻辗扩(整形)工艺,塔形辗扩(整形)工艺和自由冲孔辗扩(整形)工艺五种,辗扩后若增加整形工序,可以进-步提高锻件的质量、精度和生产率。

3圆锥滚子轴承套圈内外同套锻造工艺及其控制3.1挤压工艺在压力机上将已加热的料锻镦饼后,放到锻模中挤压,最后冲掉料芯得到锻件,称为压力机上挤压成形工艺。常用于小型轴承套圈的生产,应用最多的是圆筒形锻件和外锥形锻件。

3.2挤压--辗扩工艺对于中小型以上的锻件,为了减轻挤压成形力量,用小吨位压力机生产较大尺寸的锻件,减少废料芯尺寸,并利用辗扩工艺的优点提高锻件质量,可将压力机上挤压成形锻件作为辗扩前的毛坯,再在辗扩机辗压成形,这种工艺方法称挤压--辗扩工艺。目前-般用于锻件外径尺寸在 40~160ram的生产上,主要是圆筒形锻件,内、外沟形锻件和内外锥形锻件的生产[31。

3.3套锻--辗扩工艺把-个加热的料段在压力机上进行镦粗、套切 ,然后将环坯平端面后送到扩孑L机上辗扩,得到轴承外圈锻件;而将切下来的料芯,采用前面介绍的挤压工艺或挤压--辗扩工艺,得到内圈锻件,这种工艺方法叫套锻--辗扩工艺。

3.4自由冲孔--辗扩工艺将加热的料段在压力机上采用自由冲孔锻造方法制造环坯,然后经过扩孑L机辗扩获得锻件。主要应用在中小型和中大型的各种类型锻件。与挤压-辗扩工艺相比,此工艺所需变形力小,料芯小,但对操作技术要求较高,料饼不能椭圆,冲孔不能冲偏,以免产生较大的壁厚差 。

锻造成形工艺虽然有多种,但都是由镦粗、成形、冲孑L、扩孑L和整形工序组成的。①镦粗:把坯料的高度压低,同时直径增大。②成形 :使坯料在-个或数个凹模型腔内受冲头作用而变形,得到符合工艺要求的成形坯料。不同的成形工艺可得到不同形状的成形坯料。③冲孔:把成形的料芯冲去,或将塔形坯的内、外圈切离 ,或在镦粗后的坯料中心冲个通孑L。

3.5整形工艺整形工艺分整外径和整内径两种。-般讲,外径面为圆柱面的轴承套圈整外径,如向心球轴承外径、圆锥轴承外圈等;外径面为其他几何形状,内径面为圆柱形的轴承套圈整内径 ,如圆锥轴承内圈等。但对于圆锥轴承外圈,如着重校正锥面角度,也可整内径。必要时可在整内外径的同时整宽度,以提高端面质量[41。

整外径时,锻件直径方向的尺寸受压缩;整内径时,锻件直径方向尺寸扩涨;整宽度时-般仅起平端面作用。

整形量根据锻件大邪辗扩工艺情况而有所不同,-般取 1~4mm。整外径时如整形量过大,容易出现端面凹心,并使整径凹模粘料过早磨损,而粘料的凹模往往刮伤锻件外径。

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