熱擠壓軸承套圈鍛造工藝

　　軸承套圈的結(jié)構(gòu)簡單且多樣，它的鍛造工藝一直在不斷的被提出并探討，使其逐漸有所改進(jìn)和優(yōu)化。這些工藝上的不斷優(yōu)化，不但減少了整個(gè)工藝大批量加工的費(fèi)用，還使生產(chǎn)出的軸承套圈品質(zhì)更加優(yōu)良。

　　1.熱擠壓套圈鍛造工藝的現(xiàn)狀

　　目前我國的軸承套圈的生產(chǎn)過程一般可分為以下四個(gè)階段，即：鍛造、熱處理、磨削工序的監(jiān)控和標(biāo)志管理。它的鍛造主要是以“擠壓―輾擴(kuò)”的熱鍛工藝為主。其工藝路線為：下料、加熱、鐓粗、擠壓成形、切底、輾擴(kuò)、噴丸。鍛造過程中若產(chǎn)生過燒、過熱、內(nèi)裂成網(wǎng)狀碳化物等都會(huì)降低套圈的韌性和強(qiáng)度，使其質(zhì)量有所下降。

　　因此必須始終嚴(yán)格控制與溫度有關(guān)的量，例如加工溫度、循環(huán)加熱和鍛后散熱條件等問題，特別是對(duì)于較大的套圈，更應(yīng)注意。

       我國現(xiàn)行的軸承套圈鍛造，尤其是中、大型軸承套圈，普遍采用的是單擠、單擠擴(kuò)的工藝，也就是說，先把料加熱后傲粗，擠壓預(yù)成形，再切芯料擴(kuò)孔成形，經(jīng)整徑可得到軸承的外圈。生產(chǎn)內(nèi)圈的方法與之相同，但最后整徑的工序可省去不做。

　　2.熱擠壓軸承套圈鍛造工藝的設(shè)計(jì)原則

　　2.1重量不變的軸承套圈鍛造工藝設(shè)計(jì)原則

　　重量不變?cè)瓌t就是指參與鍛造的鍛件在鍛造的過程中保持相等的重量。在鍛造的過程中不但需要時(shí)刻考慮鍛件的整體重量在經(jīng)過煅燒后的平均損失情況，還要考慮到鍛件在煅燒過程中因溫度的不同而對(duì)鍛件尺寸造成的影響，以便能夠準(zhǔn)確設(shè)計(jì)出不同狀態(tài)下的工序尺寸，確保鍛造品合格。

　　因此，不但需要有適當(dāng)足夠的重量參與變形和成形， 充分考慮火耗、鍛件余量及尺寸公差的實(shí)際狀況、合理配置重量等，還要明確工藝過程中軸承套圈的溫度的變化對(duì)應(yīng)的尺寸的變化，即熱變形系數(shù)， 綜合以上幾點(diǎn)準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)出不同狀態(tài)下的工序尺寸。重量不變?cè)瓌t對(duì)于軸承套圈鍛造工藝的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

　　2.2完全圓整鍛造缺陷的軸承套圈鍛造工藝設(shè)計(jì)原則

　　軸承套圈的鍛造過程總是由多個(gè)鍛造工序組合而成的，在各個(gè)階段的鍛造工序當(dāng)，或多或少的會(huì)存在一些鍛造缺陷。例如鍛件在外觀上出現(xiàn)的毛刺、凹坑、圓角、裂縫等問題，這些缺陷如不能在鍛造的過程中得到充分良好的圓整，勢必將復(fù)印到最終的鍛件成品中，影響整體的鍛件質(zhì)量，因此，要求在鍛造工藝設(shè)計(jì)方面盡量實(shí)現(xiàn)較好的初始化毛坯條件，且鍛造變形量應(yīng)較大，以盡量減少初始化毛坯存在的各種缺陷。

　　2.3同比例變形的軸承套圈鍛造工藝設(shè)計(jì)原則

　　鍛造后形成的鍛造產(chǎn)物通常稱之為毛坯，加工成毛坯再到成品需經(jīng)多次變形逐點(diǎn)逐步的鍛造方可完成，因此，若在這個(gè)過程中不能保證各部分具有相同的變化比例，則會(huì)因各部分的不同程度的變形而產(chǎn)生毛刺、凹坑、圓角和夾皮等各種不同程度上的鍛造缺陷，以及加工變形而存在的內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的失圓變形， 這些缺陷會(huì)一直向下傳遞，影響到接下來的車削、磨削工序， 軸承成品精度造成不良影響。

　　3.軸承套圈套鍛造工藝的特殊性

　　3.1下料規(guī)格與鐓粗比的問題

　　要特別重視材料規(guī)格和下料長徑比這一約束條件，以實(shí)現(xiàn)鐓粗料坯的最佳初始化尺寸，而不致產(chǎn)生較大的鐓粗鼓度，順利實(shí)現(xiàn)料坯在套切模腔中徑處的準(zhǔn)確穩(wěn)定的定位操作，不致產(chǎn)生因定位不準(zhǔn)而形成的斜切及壁厚差等缺陷。

　　3.2擴(kuò)孔比的控制

　　擴(kuò)孔比的大小與相應(yīng)的毛坯缺陷的消除能力是有一定關(guān)系的。擴(kuò)孔比越大，相對(duì)應(yīng)的毛坯缺陷的消除能力越強(qiáng)。因?yàn)槌浞州殧U(kuò)后形成的鍛件內(nèi)部組織致密，在多重參數(shù)的影響下，擴(kuò)孔比不可能無限大的取值;擴(kuò)孔比越小，消除毛坯缺陷的能力就越弱，對(duì)前道工序仿形要求越高，提高了對(duì)前道工序的質(zhì)量要求。因此，擴(kuò)孔比的取值不可能無限小。擴(kuò)孔比的選取會(huì)直接決定擴(kuò)孔機(jī)單件生產(chǎn)的單元時(shí)間，這一點(diǎn)在壓力機(jī)與擴(kuò)孔機(jī)聯(lián)成的生產(chǎn)線中，對(duì)生產(chǎn)定額的影響至關(guān)重要。

　　3.3壓平量的控制及其與擴(kuò)孔比的關(guān)系

　　壓平量的取值越大，漲孔壓平后的毛坯表面形成的外觀缺陷影響較大，要求適當(dāng)大的擴(kuò)孔比進(jìn)行充分輾擴(kuò)消除缺陷，壓平量的取值越小，對(duì)漲孔壓平后毛坯表面形成的外觀缺陷影響較小，因此較小的擴(kuò)孔比輾擴(kuò)即能消除，但是比較小的壓平量不足以消除套切形成的兩端平面缺陷，也達(dá)不到漲孔的要求，所以壓平量不能取得很小，一般根據(jù)軸承套圈鍛造規(guī)范及實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)要求，壓平量的取值范圍在15%～25%Cn之間較為合適。

       擴(kuò)孔比和壓平量的共同取值既要分別符合各自的要求，又要保證相互取值的分布能夠符合線性同比分布。

　　4. 軸承套圈鍛造工藝的優(yōu)化

　　4.1軸承套圈鍛造優(yōu)化的整體概述

　　我國現(xiàn)有的鍛造工藝是存在一些問題的，這些問題或多或少的導(dǎo)致了制造企業(yè)的資源上的浪費(fèi)，使整個(gè)生產(chǎn)的成本提升，鍛件的質(zhì)量有所不足的情況。

　　軸承套圈鍛造加工的目的主要有兩個(gè)

　　一是獲得與產(chǎn)品形狀相近的毛坯，從而提高金屬材料的有效利用率，以節(jié)約原材料，減少機(jī)械加工量，從而大大地降低所需的成本;

　　二是消除金屬的內(nèi)部缺陷，改善金屬內(nèi)部組織，使金屬流線分布合理，從而提高軸承的使用壽命。

　　可以考慮將原直圈輾擴(kuò)工藝改造成仿形輾擴(kuò)工藝，從套圈鍛件留量大小和形狀兩方面來優(yōu)化鍛造工藝，從而提高材料利用率和產(chǎn)品質(zhì)量。

　　4.2建立工藝模型的優(yōu)化方式

　　目前許多軸承套圈加工時(shí)的加熱是以燃煤或天然氣為主， 火耗過大，鍛件表面質(zhì)量差，且對(duì)現(xiàn)行余量標(biāo)準(zhǔn)壓縮困難。合理的工藝模型的建立有利于對(duì)整個(gè)工藝的控制，在現(xiàn)有的加工條件下， 采用仿形輾擴(kuò)工藝是比較理想的。

       它消除了原輾擴(kuò)工藝中不合理的留量，能有效提高材料利用率和產(chǎn)品的質(zhì)量。首先應(yīng)收集足夠的數(shù)據(jù)，建立起一個(gè)完善的產(chǎn)品數(shù)據(jù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫應(yīng)涵蓋需要優(yōu)化的產(chǎn)品的相關(guān)工藝參數(shù)及所需材料等信息，以便為整個(gè)工藝模型提供基本的數(shù)據(jù)支持。在完成工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)，也提高了設(shè)計(jì)效率，降低了工藝出錯(cuò)的機(jī)率。

　　5.結(jié)語

　　軸承套圈的鍛造工藝較為復(fù)雜，但在專家學(xué)者的不斷研究下，其鍛造工藝中的弊端必將一一被解決，最大程度的發(fā)揮出工藝本身的優(yōu)越性。