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轴承套圈冷辗工艺选择轴承套圈

发布时间:2020-05-31人气:1

 轴承套圈冷辗工艺选择轴承套圈的工艺路线分为两种形式:粗辗和精辗。精辗是指对待辗的毛坯进行切削加工,达到一定几何精度并控制重量误差,经过冷辗扩后,基本达到与精车件相当的技术要求,但密封槽、止动槽等需补充加工,通常还要在淬火前去除两个端面余量。精辗的尺寸、形状精度依靠冷辗机保证,对机床和模具要求较高,精辗后,部分产品还可通过整径设备进行精整形进一步提高精度。粗辗也是一种精密辗扩,仅指毛坯较“粗”,指待辗毛坯为锻件或毛管状态。冷辗扩后,工件口径扩大,壁厚减薄,截面形状大体接近成品,类是毛坯粗车后的尺寸精度。各面均有加工余量,再通过切削加工形式获得成品。粗辗是一种效率很高的加工方式,由于成品套圈精度由冷辗后的机加工保证,因此冷辗的要求较低,辗扩成本较低。粗辗主要适用于高速镦锻机加工的精锻件。也有一些企业开始尝试采用钢管环件或普通锻件进行粗辗。粗辗普遍采用辗后整径工艺以提高工件精度。精辗和粗辗是一种并存的工艺,由轴承制造厂商根据自身的条件做出相应的选择。主要影响因素是材料的来源。目前生产轴承的毛坯来源包括:精锻件、普通锻件和钢管,以下分别对采用这几种材料的冷辗工艺路线作介绍:4.4.1精锻件 国内的精锻件主要来源于高速镦锻机,尺寸段较小,适于加工小型轴承。高速镦锻机同步套锻出内、外圈,除了部分圆锥轴承可直接供车加工外,大部分锻件(尤其是外圈)必须进行冷辗以扩大口径。利用冷辗,可扩大镦锻机的应用范围。如外径70mm锻件经过辗扩后可达到φ90mm。所采用工艺精辗和粗辗并存。精锻件粗辗和精辗的简明工艺路线如下:A、精辗:锻件 →精车(两步)→冷辗 →软磨端面(或车端面)→成品B、粗辗:锻件 →喷丸 →冷辗 →退火 →软磨外径端面 →精车内径、倒角、沟道 →成品 采用精辗工艺的优点:⑴ 整个工艺流程更为集中,可与多刀自动车床组成连线生产,工件下线后直接热处理,可实现高效的自动化生产;

⑵ 精辗件对提高轴承品质最为有利。

精辗工艺的缺点:⑴ 为提高产品精度,必须精确控制毛坯重量,故对毛坯制造要求较高;⑵ 精辗件热处理变形量相对较大,同时沟道的尺寸离散比车件大,对磨工造成一定影响;

⑶ 精辗件对模具精度要求较高。

采用粗辗工艺的优点:⑴ 采用粗辗工艺时,材料利用率最高可达到75%,而精辗工艺的材料利用率最高约72%;⑵ 粗辗对模具要求相对较低,降低了加工费用;

⑶ 辗后工件外径和端面采用软磨工艺,沟道精车,故精度较高。

粗辗工艺的缺点:⑴ 工序较多,产品流转次数增加,辗后需进行去应力退火;⑵ 对冷辗机的润滑和防护要求较高;

⑶ 辗后工件沟道的去除量较大,金属流线出现断头。

从以上工艺路线对比可以看出,根据设备存量及技术要求,可采用相应工艺路线以获得最佳效益。从成本角度考虑,则粗辗占优。4.4.2 普通锻件  适用于中小型工件。由于国内精锻件产量低,品种少,普通模锻件精度不高,飞边较大,不适宜采用粗辗工艺,故大量采用精辗工艺。目前生产的型号最小6304到最大的6322都有大量应用。锻件粗车后,对毛坯件的外径和高度软磨,精车内径以控制重量误差,辗扩时,外圈直接辗扩成,内圈在辗扩后,通常进行整径以提高尺寸精度。精辗的套圈,直径100mm以下的圆度小于0.06, 尺寸精度0.08 ~0.12;直径大于100mm的工件圆度小于直径的0.6‰,尺寸精度为1‰,已接近精车水平,而沟形、沟位置、壁厚差等指标则优于精车件。采用普通锻件进行精辗工艺其材料利用率最高可达72%,如6314冷辗套圈同比车工可节约材料320~340g,因此节材优势明显。采用精辗工艺时,毛坯制备相对简单,设备投入少,尤其适合中小型企业采用。对于精辗件外圈的热处理变形相对较大的问题,经过多年的不断研究,通过调整热处理工艺,合理选材并提高锻件退火质量等措施,已取得突破性进展,基本满足了轴承企业的要求。4.4.3 钢管  利用轴承钢管冷辗的主要优势在于扩大了钢管的使用范围,以外径计算辗扩比可达1.3倍,如6314/01如直接采用钢管车加工需φ152mm直径管材,超出了多数钢管厂的加工范围,而采用钢管冷辗工艺,则所需钢管口径为φ115mm。钢管冷辗的另一优势在于冷辗毛坯制备简便,相比锻件减少了粗车工序,大量采用“以磨代车”,故加工成本较低。由于小型锻件成本较高,目前在一些小型工件上也在大量采用钢管冷辗。钢管粗辗和精辗工艺流程对比如下:

A、精辗:钢管切断→软磨外径端面→倒角→精车内径→冷辗→软磨端面→成品

B、粗辗:钢管切断→去飞边→冷辗→退火→软磨外径端面→精车内径、沟道→成品

轴承钢管采用粗辗可进一步提高材料利用率,但与钢管精辗对比,工序较多,且受钢管精度限制,尚未得到大量应用。

4.4.4 其它材料  冷辗也可用于低碳钢、不锈钢和有色金属等,加工轴承配件如万向节球笼保持器、“M”形滚针保持器、实体铜保持器等,工艺路线以精辗为主。近年来,非轴承类产品开发速度加快,工件复杂程度提高,如纺机纲领截面复杂,采用常规工艺制备冷辗毛坯难度很大,随着技术发展,将出现环件通过切削加工与挤压/旋压等压力加工形式,以获得薄壁异形截面冷辗毛坯,从而实现经济的冷辗生产。

5 精密冷辗扩轧制技术国内推广应用现状及二点建议

精密冷辗扩技术,自1976年洛阳轴承研究所,率先在国内立项研发至今,已经40多年。作为一项节能降耗,优质、高效制造环形金属零件的先进制造技术,历来受到党和政府的重视和大力支持。早在30多年前国家主管部门就将这项技术和目前家喻户晓的“三D打印技术”一块,共同列为“快速精密成型技术及装备”这一高新技术领域的“关键核心技术”给予重点支持。“六.五”,“七.五”期间曾被列为“国家重大科技攻关项目”。国内不少科研院所,大专院校,国营大厂,在国家政策支持下都曾组织专业研发团队,参与技术研发。以洛阳人为研发主体的,我国老、中、青三代工程技术人员历经40多年艰苦探索,不断创新,接力棒式持续研发。终於获得技术突破,并使其逐步走向成熟。从上世纪九十年代中后期开始,“第一代”,“第二代”,“第三代”国产冷辗扩装备先后在洛阳研制成功,并由洛阳推广至全国各地,特别是浙江、江苏、山东、广东、福建、辽宁、四川等沿江沿海的轴承生产基地,并已逐步形成较大生产规模,创造良好经济效益和社会效益。

多年来在党和政府支持下,特别是中国轴承工业协会历届领导高度重视,积极推动协调下,目前国内轴承行业不少大、中型骨干企业,都不同程度的采用过或正在采用高品质冷辗扩轴承套圈制造精品轴承。不完全统计,国内目前拥有各种冷辗扩机床约500台,85%系国产装备。年产各种冷辗轴承套圈2亿多套,年销售产值10几个亿。多数为小型,中小型尺寸段的深沟球轴承套圈经过几十年的持续研发和推广应用,目前国内不仅能大批量生产各种深沟球冷辗轴承套圈,而且能生产双列球、调心球、调心滚子、圆柱滚子,角接触等内外套,外球面、滚针轴承外套。冷辗加工尺寸已涵盖小型、中小型、中大型及部分大型尺寸段轴承套圈。我国年产轴承200多亿套,可采用冷辗扩技术制造的不低于100亿套,应用前景十分宽广,后续技术研发和推广应用任重道远。

作为一项“关键核心技术”,精密冷辗扩轧制技术的持续研发和推广应用,不仅涉及光、机、电、液一体化问题,而且和材料学、金属流量学、锻造、热处理、自动控制等学科密切相关。要作好这项工作必需充分利用、优化、整合现有社会资源。为加快技术研发和推广应用特提出以下两点建议:

⑴  将“轴承套圈精密冷辗扩轧制技术”,列为我国轴承行业“共性技术联合攻关项目”。组织科研院所,大专院校,装备制造企业,轴承制造企业,协同作战,联合攻关。将与“轴承套圈精密冷辗扩轧制技术”相关的科技资源,加以整合,形成拳头。有组织,有计划,有目的,有要求的对技术研发及推广应用过程中出现的各种技术难题,联合攻关,重点突破。

⑵“榜样的力量是无穷的”,建议尽快建立“国家级轴承套圈精密冷辗扩轧制技术示范基地”给企业提供看得见,摸得着,看后回去能模仿、能“克隆”的先进生产模式。给企业提供技术咨询,培养技术人才的实习基地。

“空谈误国,实干兴邦”。我们的“中国梦”就是让“轴承套圈精密冷辗扩轧制技术”,在我国轴承行业遍地开花,结满硕果。为国家节约资源,为企业创造实惠。为中国早日迈向轴承制造强国,作出积极贡献。      

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