滚动轴承套圈的全自动锻造

轴承套圈锻造工艺研究

轴承套圈锻造工艺研究 轴承套圈的锻造是机械锻造中一个核心课题，文章对此展开论述，首先对轴承套圈锻造工艺现状进行简介，接着阐述轴承套圈锻造工艺的基本设计原则，在此基础上结合轴承套圈锻造工艺本身的特殊性，从建立产品及锻造工艺模型以及套圈锻造工艺的优化设计等方面进行深入的阐述。 标签：轴承套圈；锻造工艺；优化设计 引言 轴承套圈的锻造是机械锻造中比较典型的一类加工。轴承套圈指的是环形且有着多个滚道结构的向心轴承。轴承在机械制造等领域的应用十分广泛。其在结构上的优势是装拆过程十分简易、轴向不会发生改变、且轴向的位置能够轻易被调整。轴承套圈结合具体的结构，也可以细分成不少类型，例如圆锥内圈与外圈、双滚道内外圈等等。在机械锻造领域，对于轴承套圈锻造工艺的经验总结和方法优化是一个核心课题，掌握好轴承套圈锻造的工艺，一方面能够降低加工的支出成本，另一方面也能够保证套圈产品的质量，具有比较好的理论价值和实践意义。 1 轴承套圈锻造工艺概述 轴承套圈是一种应用非常广泛的机械部件，一个轴承套圈锻件成品一般都要经过多道次的毛坯逐点逐步锻造变形而获得，其具体的制造可以细分成四个步骤：粗模的锻造、锻件的热处理、在电脑监控下进行精确磨削、标志的添加。文章关注的重点是其在锻造的时候所采用的工艺。在零件的锻造中，如果由于工艺的不完善而导致的过烧、过热等情况发生，便会显著影响到轴承本身的强度和质量。因此一定要在锻造过程的全程中严格实时控制锻造环境的温度、循环加热等参数，尤其是一些体积相对较大的轴承品种，如果成品的温度超过了七百摄氏度，严禁以堆积的方式进行码放。文章的阐述均以圆锥滚子轴承套圈为例。此类轴承的锻造大部分使用的是单挤工艺，尤其是对一些体积偏大的轴承而言，应把锻造原料进行加热，并通过挤压使其基本成形，然后通过切芯扩孔，进行外径和内径的调整，形成轴承。 2 轴承套圈锻造工艺原则 （1）重量守恒。指的是所有锻造的锻件在质量方面要完全相同。这个准则一方面应该考虑参与锻造的锻件在煅烧工序之后的材料损失，包括火耗、尺寸公差等因素，另一方面还应顾及参与锻造的锻件在工序中，由于温度的变化，导致锻件本身的大小受到影响，只有严格控制以上的因素，才能够作出隔阂的轴承套圈锻造产品。（2）减少缺陷。轴承套圈的锻造是一个相对复杂的工艺过程，绝非几项简单操作的集合，必须在各类参数严格控制之下才能产出成品，由于外界环境并非完全理想，因此所有的工序均能够存在一些扰动因素而导致缺陷的发生。缺陷的外在表现形式，有时是毛刺、凹坑，有时是圆角等，假若无法在具体的工

齿轮闭式锻造新工艺方案的数值模拟研究

第28卷第9期　2005年9月 合肥工业大学学报 (自然科学版) JOURNA L OF HEFEI UNI VERSITY OF TECH NO LOGY Vol.28No.9　 Sept.2005　 收稿日期:2005203206 基金项目:安徽省自然科学基金资助项目(03044105) 作者简介:刘全坤(1945-),男,江苏江阴人,博士,合肥工业大学教授,博士生导师. 齿轮闭式锻造新工艺方案的数值模拟研究 刘全坤,　胡成亮,　王　强,　胡龙飞 (合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥　230009) 摘　要:齿形充填不满和成形力过高是齿轮闭式锻造典型方案的缺陷。模具几何形状是影响金属塑性流动的主要因素之一,通过改变模具的几何形状可以改变金属的塑性流动。文章通过有限单元法,对3种设计方案进行了二维模拟计算,从数值模拟结果中获得了各方案的应变场和速度场的分布情况,并进行比较分析,得出一种合理可行方案,该方案的坯料沿径向流动速度分布较为均匀;最后,通过三维有限元模拟技术进一步对可行方案进行验证,发现齿轮充填饱满,成形效果较好。关键词:直齿轮;闭式锻造;数值模拟;应变场;速度场 中图分类号:TG 311 文献标识码:A 文章编号:100325060(2005)0921035204 Numerical simulation research on a ne w technological scheme for closed 2die forging spur gear LI U Quan 2kun ,　H U Cheng 2liang ,　W ANG Qiang ,　H U Long 2fei (School of M aterial Science and Engineering ,Hefei University of T echnology ,Hefei 230009,China ) Abstract :Unsuccess ful corner filling and excessive deformation force are the main limitations of classical cold closed 2die forging of straight spur gear.The m old shape is one major factor which affects metal deformation rules ,but metal plastic deformation process can be controlled through the change of the m old shape.The finite element method is used herein to simulate the cold forging process of the spur gear ,and three design schemes with different m old and die shapes are researched.Als o the strain distributions and velocity distributions are investigated.A feasi 2ble scheme is attained by analyzing tw o 2dimensional numerical simulation results of these schemes.Finally ,the fea 2sible scheme is further validated by three 2dimensional numerical simulation ,and the simulation results show that the corner filling is im proved and the whole forming effect is g ood. K ey w ords :spur gear ;closed 2die forging ;numerical simulation ;strain field ;velocity field 齿轮是一种典型的机械传动零件,在机械行 业中大量使用,而直齿圆柱齿轮是各种齿轮中应用最为广泛的一种齿轮。目前,直齿圆柱齿轮主要是通过传统的金属切削加工或采用热模锻与切削加工相结合的方法来制造,生产成本高而且制造费时 [1] 。齿轮的冷精锻成形工艺具有提高强 度、节能降耗、提高生产率等优点,目前国内有很多科研工作者在从事这方面的研究[26] 。 直齿圆柱齿轮冷精锻过程中主要存在以下3个问题:①齿形充填不饱满;②成形力过高;③模具寿命低。在典型的闭式精锻过程中,齿轮的角隅往往难以充满,导致产品不合格;成形力过大,导致模具寿命降低。因此,如何使齿腔充满是保证齿轮质量的首要因素,它甚至是比如何降低成形力还要优先考虑,在实际生产中要求更为迫切。

轴承套圈加工工艺介绍

轴承是当代机械设备中一种重要零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四部分组成。按滚动体的形状，滚动轴承分为球轴承和滚子轴承两大类。 虽然滚动轴承类型众多，其结构型式、公差等级、材料选用、加工方法存在差异，但其基本制造过程类似，下面小编简单介绍下轴承零件的加工工艺： 轴承制造工艺顺序 （1）轴承零件制造-轴承零件检查-轴承零件退磁、清洗、防锈—轴承装配-轴承成品检查—轴承成品退磁、清洗-轴承成品涂油包装斗成品入库。 （2）套圈是滚动轴承的重要零件，由于滚动轴承的品种繁多，使得不同类型轴承的套圈尺寸、结构、制造使用的设备、工艺方法等各不相同。又由于套圈加工工序多、工艺复杂、加工精度要求高，因此套圈的加工质量对轴承的精度、使用寿命和性能有着重要的影响。 轴承套圈工艺顺序

套圈制造的原材料为圆柱形棒料或管料，目前根据成型工艺不同，滚动轴承套圈一般有以下几种制造过程。 （1）棒料：下料-锻造-退火（或正火）-车削（冷压成型）-热处理淬、回火-磨削-零件检查-退磁、清洗-提交装配。 （2）棒料、管料：下料-冷辗成型-热处理淬、回火-磨削-零件检查-退磁、清洗-提交装配。 （3）管料：下料-车削成型-热处理淬、回火-磨削-零件检查-退磁、清洗-提交装配 （4）棒料：下料-冷（温）挤压成型-车削-热处理淬、回火-磨削-零件检查-退磁、清洗-提交装配 套圈成型方法 目前在套圈加工中成型方法主要有以下几种：锻造成型、车削成型、冷辗扩成型和冷（温）挤压成型。

（1）锻造成型通过锻造加工可以消除金属内在缺陷，改善金属组织使金属流线分布合理，金属紧密度好。锻造成型加工工艺广泛应用于轴承成型加工中，常见的锻造成型方法有：热锻加工、冷锻加工、温锻加工。 （2）冲压成型工艺是一种能提高材料利用率，提高金属组织致密性，保持金属流线性的先进工艺方法，它是一种无屑加工方法。采用冲压工艺和锻造成型工艺时，产品的精度除了受设备精度影响外，还要受成型模具精度的影响。 （3）传统的车削成型技术是使用专用车床，采用集中工序法完成成型加工。一些外形复杂、精度要求高的产品正越来越多地采用数控车削成型技术。 轴承加工油的选用 轴承配件除在使用热锻工艺时通常都会根据工艺的不同选用适合的金属加工油以提高工件精度和加工效率。

(工艺技术)轴承加工工艺

转盘轴承加工工艺流程简介 1）锻件毛坯的检查 在加工前首先了解毛坯的材质、锻后状态（一般为正回火状态，查阅锻件合格证即材质书）。其次要检查毛坯是否有叠层、裂纹等缺陷。 测量毛坯外型尺寸。测量毛坯内外径、高度尺寸、计算加工余量，较准确地估算出车削加工的分刀次数。 2)车削加工 2.1 粗车：根据车削工艺图纸进行粗车加工，切削速度、切削量严格按工艺规定执行（一般切削速度为5转/分钟。切削量为10mm~12mm）。 2.2 粗车时效：轴承零件粗车完成后，采用三点支承、平放（不允许叠放），时效时间不小于48小时后才能进行精车加工。 2.3 精车轴承零件精车时，切削速度每分钟6至8转，切削量0.3~0.5毫米。 2.4 成型精车：轴承零件最后成型精车时，为防止零件变形，须将零件固定夹紧装置松开，使零件处于无受力状态，车削速度为每分钟8转、切削量为0.2毫米。 2.5 交叉、三排滚子转盘轴承内圈特别工艺：为防止交叉、三排滚子转盘轴承内圈热处理后变形。车削加工时必须进行成对加工，即滚道背靠背加工，热处理前不进行切断，热后切断成型。 2.6 热后精车：轴承内外圈热处理后，进行精车成工序、工艺规程同2.3、2.4 3)热处理— 3.1 滚道表面淬火：轴承滚道表面中频淬火，硬度不低于55HRC，硬化层深度不小于4毫米，软带宽度小于50毫米，并在相应处作“S”标记。（有时客户要求可以渗碳、渗氮、碳氮共渗等） 3.2 热后回火处理：轴承内外圈中频淬火后需在200C度温度下48小时方可出炉。以确保内应力的消失。 4)滚、铣加工— 4.1 对有内外齿的转盘轴承，磨削加工前要进行滚铣齿工序，严格按工艺要求加工，精度等级要达到8级以上。 5)钻孔—

滚动轴承套圈的成型加工

滚动轴承套圈的成型加工 虽然滚动轴承类型众多，其结构型式、公差等级、材料选用、加工方法存在差异，但其基本制造过程均包含以下内容： 1、轴承零件制造-轴承零件检查-轴承零件退磁、清洗、防锈—轴承装配- 轴承成品检查—轴承成品退磁、清洗-轴承成品涂油包装斗成品入库。 2、套圈是滚动轴承的重要零件，由于滚动轴承的品种繁多，使得不同类型轴承的套圈尺寸、结构、制造使用的设备、工艺方法等各不相同。又由于套圈加工工序多、工艺复杂、加工精度要求高，因此，套圈的加工质量对轴承的精度、使用寿命和性能有着重要的影响。 3、套圈制造的原材料为圆柱形棒料或管料，目前根据成型工艺不同，滚动轴承套圈一般有以下几种制造过程。 1)(棒料)下料-锻造-退火(或正火-车削(冷辗成型)-热处理淬、回火-磨削-零件检查-退磁、清洗-提交装配。 2)(棒料、管料)下料-冷辗成型-热处理淬、回火-磨削-零件检查-退磁、清洗-提交装配。 3)(管料)下料-车削成型-热处理淬、回火-磨削-零件检查-退磁、清洗-提交装配4)(棒料)下料-冷(温)挤压成型-车削-热处理淬、回火-磨削-零件检查-退磁、清洗-提交装配套圈成型方法： 目前在套圈加工中，成型方法主要有以下几种：锻造成型、车削成型、冷辗扩成型和冷(温)挤压成型。在以上成型方法中，锻造成型加工应用最为广泛，占总生产量的80%左右，对于一些小型通用类产品可以采用棒(管)料直接车削成型。20世纪80年代以来，我国一些中小型企业在中小型套圈的生产中采用了冷辗扩和冷(温)挤压成型工艺。 1)锻造成型通过锻造加工可以消除金属内在缺陷，改善金属组织，使金属流线分布合理，金属紧密度好。锻造成型加工工艺广泛应用于轴承成型加工中，可以完成从内径~20mm的小型产品到外径5000mm的特大型产品的加工。常见的锻 造成型方法有：热锻加工、冷锻加工、温锻加工，我国以热锻为主。 热锻加工因其成型加工设备不同又分为：自由锻造加工工艺、压力机锻造工

轴承套圈锻件检验规范

轴承套圈锻件检验作业规范Q/QCHJ30005—2013 轴承套圈锻件检验作业规范Q/QCHJ30005—2013 1.本规范规定了轴承套圈锻件的技术要求及检验规范，适用于本公司轴承套圈锻件的工序检查和转递验 收。 2.引用文件 CSBTS TC98.25-1997 滚动轴承套圈锻件技术条件 JB/T1255-2001 高碳鉻轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件 3.技术要求 3.1套圈锻件的余量、公差应符合锻件产品图样的规定。合同另有约定的从其约定。 3.2套圈锻件的形位公差要求 3.2.1套圈锻件的直径变动量、两端直径差、壁厚差、平行差、垂直差按表1规定 3.2.2套圈锻件的表面质量 套圈锻件表面氧化皮垫坑，毛刺垫坑，端面凹陷，内、外径凹陷鼓度不允许超过该处单边加工余量的三分之一。锻件不允许有水淬裂纹。锻造折叠和裂纹不允许超过该处单边加工余量的三分之一。锻件在装夹面不允许有毛刺。其他部位毛刺不超过2×3。基准面鼓度（平面度）不允许超过1㎜。 3.2.3套圈锻件的内部质量 锻件退火后的硬度GCr15为HB179-207（HRC不超过HRC20）；退火后的组织应符合JB/T1255-2001高碳鉻轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件的规定；锻件退火后脱碳层总（包括脱碳和贫碳）深度不允许超过单边最小加工余量的三分之二。脱碳层以最深处为准；不允许有过烧和过热组织；不允许有夹渣、气泡、缩孔、内裂等内部缺陷。 3.2.4材质要求 套圈锻件的材质必须满足GB/T18254-2002规定的高碳鉻轴承钢的要求。公司用户对材质另有要求的或指定钢材供应商的按用户要求执行；以上要求必须同时满足。 4.检验规则 4.1套圈锻件检查项目及特性分类按表2 第 1 页共4 页