D56K系列精密冷輾擴數控機床

劉 岷，劉金川

(洛陽國華軸承機械有限公司，河南 洛陽 471039)

軸承套圈精密冷輾擴以其自動化程度高，材料利用率高，產品質量穩定等特點得到了行業廣泛認同。冷輾擴數控機床(簡稱冷輾機)是軸承套圈冷輾成形的核心裝備，是一種壓力機械與精密機械相結合的高度自動化的設備。目前國內、外生產和研制的冷輾機基本上都為開式冷輾擴(類似熱輾擴原理)。國外以德國的BAD DüBEN公司生產的RIWA和URWA系列冷輾機以及日本共榮株式會社生產的CRF系列及改進型TCR系列冷輾機為代表[1]。國產冷輾機以洛陽軸承研究所研制的D55M-50型冷輾機為開端[2]，之后國內眾多研究機構和企業相繼研發出多種規格的冷輾機，并在使用中逐步完善。

1 D56K系列冷輾機的研制

我公司在國產冷輾機的研發技術基礎上，結合具體使用工況研制了D56K系列冷輾機，并陸續推出了一系列產品。D56K系列冷輾機以平臺為載體，采用模塊化設計，在通用平臺上通過配置不同的動力單元、進給單元、控制系統等，可以快捷地組合成多種規格的冷輾機，非常適應多規格、小批量的套圈冷輾加工。D56K冷輾機的主要構成如圖1所示。

圖1 D56K系列冷輾機的主要構成

D56K系列冷輾機有微小型、中小型、大型和特大型4個產品系列。微小型為最輕型冷輾機，主要用于小型軸承套圈的冷輾改性以提高軸承品質；其為集中工序加工，生產效率高，生產成本低。應用最廣泛的是中小型和大型冷輾機，此系列冷輾機參數見表1。特大型系列冷輾機參數見表2，已開發出250型、減功率的230型特大型冷輾機，正在開發的320型和500型為在研制的大型冷輾機，可用于鐵路、軋機等大型、特大型軸承套圈的冷輾加工。

表1 D56K系列中小型、大型冷輾機參數

表2 D56K系列特大型冷輾機參數

2 D56K系列冷輾機的特點

以使用最廣泛的中小型和大型冷輾機為例對D56K系列冷輾機特點進行介紹。冷輾機結構如圖2所示，其進給系統采用了大功率交流伺服進給系統，由伺服電動機-減速機-滾珠絲杠進給系統實現滑塊進給并施加輾壓力；電氣伺服進給系統實現精確控制；工件尺寸主動測量和滑塊位置反饋均采用光柵尺作為傳感器；液壓控制托輥機構動作靈敏，可實現精密控制；機床數控系統為單軸閉環伺服系統并采用主動測量技術，產品尺寸控制精度高，通過觸摸屏可以快捷地進行加工參數設定，易于操作，且具有完善的安全保護功能和故障診斷功能。與國產第一代冷輾機相比，D56K系列冷輾機有以下主要技術特點：

1—輾壓輪；2—套圈；3—芯輥；4—支承輪；5—測量光柵尺；6—測量裝置；7—主滑塊；8—主進給減速機；9—伺服電動機；10—滑塊位置光柵尺；11—托輥；12—托輥位置控制裝置圖2 D56K系列冷輾機結構簡圖

(1)機床結構緊湊，體積小。底座采用鑄造件，穩定性好；床身采用對稱框架式布局，墻板采用高標號球墨鑄鐵并加厚，空間加大，剛性增強；采用半封閉防護罩，散熱性好，便于操作人員接近。

(2)基礎部件性能大幅度提升。機床導軌采用十字交叉滾子導軌，機械手和測量都采用了直線導軌，使得其精度提高，使用壽命延長；主軸經優化設計，其剛性增強；軸承全部采用高等級密封件，使用壽命得到延長。

(3)低能耗油路設計。獨立外掛式液壓站，采用變量泵，能耗極低，溫升小，噪聲低，輔助動作所需時間縮短。

(4)輾壓輪使用壽命延長。通過對主軸系統的優化設計，擴大了輾壓輪運用直徑的范圍，使輾壓輪的修磨次數增加2～3次,輾壓輪使用壽命較以前提高約30%。

(5)支承輪采用模塊化設計,根據不同工況選擇不同的支承輪單元。在加工大尺寸工件時，可使用剖分式支承輪；加工內圈時，可采用一體式支承輪單元，以延長芯輥壽命。支承輪設有定位裝置，更換迅速。

(6)全新的進給系統設計。伺服電動機通過彈性聯軸器與精密減速機連接，電動機使用壽命更長，傳動更平穩，使用更可靠。

(7)電控系統進一步升級，安全性與可靠性提高。機床原點采用外置式高精度開關，避免更換光柵尺時引起原點丟失；加工參數通過人機界面輸入，操作便利。

(8)標準化程度高。D56K系列冷輾機為統一設計的機型，標準化程度很高，通用性強，使用維護便利。

表3給出了D56K系列冷輾機中D56K100冷輾機與國產第一代100冷輾機的具體特征對比。

表3 冷輾機具體特征對比

3 結束語

隨著國內軸承行業冷輾技術應用范圍的擴大和使用經驗的積累，冷輾機的發展將集中在以下幾個方面：

(1)繼續完善冷輾機技術，以提高冷輾精度，優化機械系統，增加機床剛性，降低熱變形。采用高等級控制器和傳感器，改進其控制系統，實現冷輾過程的精確控制和實時監控。

(2)繼續提高中、小型冷輾機自動化程度和可靠性，與自動車床組成連線，實現套圈的大規模、自動化生產。

(3)進一步提高特大型冷輾機的性能，降低其成本，提高國際競爭力。