軸承套圈冷輾件端面出現毛刺的原因分析及改進

劉國倉，王延召

（浙江天馬軸承股份有限公司，杭州 310015）

1 前言

軸承套圈冷輾加工過程中，冷輾件端面上經常出現較大的毛刺（圖1）。可能存在的情況，一種是剛換的新模具輾出的產品端面上出現毛刺；另一種是新模具輾出的產品合格，但經過一段時間或輾過幾百件、上千件產品之后，輾出的產品端面上又開始出現毛刺。經過分析發現，造成冷輾產品端面出現毛刺的原因主要是加工模具時參數選擇的不合理或模具磨損后沒有及時更換返修。

圖1 冷輾件端面出現毛刺實物圖

2 新模具

用新模具冷輾的套圈端面出現毛刺，主要原因是新模具加工時槽深T、槽寬B、脫模角θ選擇不合理。

2.1 槽深

選最小坯料的壁厚分配槽深，輾輪、芯輥參數分配如圖2所示。由冷輾擴的原理知：由一個主驅動的模具（冷輾輪）來成形外表面形狀，以一個從動的旋轉模具（芯輥）來成形內表面形狀，由支承輪將其擠壓成形［1］。在輾壓過程中冷輾輪是主驅動，故冷輾輪槽深TM應 大于坯料壁厚的一半以上（一般取毛坯壁厚的1／2～2／3），盡可能加大外圈輾輪槽深可避免冷輾件端面起毛刺［2］。而芯輥槽深Tm應大于等于套圈內徑圓角尺寸［3］。

圖2 輾輪及芯輥參數分配圖

2.2 槽寬

槽寬的選擇應考慮冷輾件的最小高度及脫模回彈量［4］。輾輪槽寬最小值BM為：

式中：Bo為冷輾件最小寬度；ΔB為脫模回彈量，一般在0.03～0.06 mm；ΔB′為模具的彈性變形，一般在0.03 mm左右。

一般芯輥的槽寬Bm應比輾輪的槽寬BM大0.10～0.20 mm。對內圈芯輥應選上限，以利于調整錐度，但還應考慮毛坯的高度，相差過大易造成外徑尺寸偏差及端面不平。

2.3 脫模角

脫模角也是影響套圈端面毛刺的主要參數。脫模角可選3°～15°，脫模角越大，越易成形，但端面斜度過大，磨削量過大。而斜度過小，金屬流動性差，不易成形且模具易粘料。選擇脫模角的原則是：輾擴比越大，冷輾毛坯壁越大，脫模角越小；輾擴比越小，冷輾毛坯壁越小，脫模角越大。表1為幾個常見軸承型號的脫模角。

3 使用過的模具

冷輾成形時，模具在工件端面上滾動（或滾動+滑動），坯料在凹模內變形并產生切向流動，使坯料與模具間產生劇烈摩擦，造成不同程度的磨損傷痕，嚴重的磨損將使模具的型腔尺寸發生變化或改變模具的表面狀態使之不能繼續使用。這主要是模具磨損后槽寬B、脫模角θ的大小產生變化所致。因此，必須按上述的幾個參數分析對模具進行修磨，以避免出現毛刺。

4 結束語

從軸承套圈冷輾模具的設計入手，經過不斷地實踐和改進，總結出模具參數的選擇及其相應尺寸的匹配。該方法對冷輾軸承套圈端面出現毛刺有顯著的改善效果，從而提高了冷輾軸承套圈的產品質量，具有很好的推廣價值。