大錐角圓錐滾子軸承外圈鍛造工藝改進

樊晨輝，黃萌陽，曹偉

(洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471039)

目前，圓錐滾子軸承套圈加工多采用大錐角鍛件作為毛坯，為保證外圈滾道的硬度和金屬流線，此類鍛件多采用仿形工藝，但輾壓輥直徑差較大，易磨損和折斷，故模具使用壽命較短。現對該類鍛件加工方法進行改進，以期延長輾壓輥的使用壽命，減小料芯質量的消耗。

1 傳統加工方法

傳統加工一般采用正掛工藝，即將鍛件外圈滾道角度映射在輾壓輥上。以32222軸承外圈為例，傳統加工鍛件如圖1所示。

圖1 32222軸承外圈仿形鍛件

該加工方法凸模直徑較大(圖2)，造成料芯質量較大(0.395 kg)，材料利用率較低。由于輾壓輥(圖3)脖頸較細，剛性不足，在輾壓輪壓力下易折斷。

圖2 成形凸模

圖3 輾壓輥

料芯質量為

m=D2hA，

(1)

式中：m為料芯質量，kg；D為穿孔凸模直徑，mm；h為料芯厚度，mm；A為常數，取6.165 4×10-6kg-1·mm-2。

穿孔凸模直徑比成形凸模直徑小0.5 mm，料芯厚度為10 mm(穿孔凸模直徑×0.1+(1～2)mm)，由(1)式得m=0.395 kg。

2 工藝改進方案

1)改進輾擴模具的設計方法(圖4—圖7)，將正掛輾擴改為反掛輾擴，將輾壓輥以反角度的形式加工，剩余角度在輾壓輪上加工。通過對比圖3和圖5中輾壓輥的結構可知，圖5中的結構根部較頭部粗大，輾壓輥的剛性較大。

圖4 改進后32222軸承外圈鍛件

圖5 改進后輾壓輥

圖6 改進后輾壓輪

圖7 改進后輾擴過程示意圖

2)由于輾壓輥剛性的提高，輾壓輥直徑由原來的75 mm改為60 mm，因此穿孔凸模直徑由原來的80 mm改為65 mm。

圖5中：α1=4°～8°；d為輾壓輥直徑；H為鍛件高度；H1為輾壓輥高度。圖6中：α2=7°～11°；B為鍛件毛坯壁厚；H2=Hcos α2。

3 應用效果

在實際生產過程中，成形凸模直徑為65.5 mm，穿孔凸模直徑為65 mm，料芯厚度為8 mm，由(1)式得m=0.208 kg。

輾壓輥根部較頭部粗，剛性較好，在輾壓輪壓力下不易折斷，磨損后也可修磨，使用壽命延長。輾壓輥使用壽命由原來的300 件/次，提高到400～500 件/次，且由于不易折斷，修磨后可再次使用300～400 件/次。

此外，解決鍛件高度散差及小端面毛刺，安裝與鍛件橫截面平行的托料板，調整輾壓輪前擋邊與輾壓輥端面的間隙可消除大端面徑向毛刺。并應使推力輪、信號輪和輾壓輥軸向平行。

4 結束語

通過改進工藝方案，采用反掛的工藝方法，減少了料芯質量，提高了材料利用率；延長了輾壓輥壽命，減少了模具投入，降低了成本；且將鍛件內徑設計成全錐形，減輕了鍛件質量。