轴承套圈冷辗件平面毛刺的改进
发布时间：2013-02-06 浏览次数：787
刘国仓 王延召
（浙江天马轴承股份有限公司，杭州 310015）
摘 要：轴承套圈冷辗出的产品平面上有毛刺，主要原因是模具加工时参数（槽深、槽宽、脱模角）没有选择正确和模具磨损后没有及时返修。
关键词：冷辗；毛刺；脱模角
在轴承套圈冷辗加工过程中，冷辗后产品平面上经常有较大的毛刺（如图1所示）。一种情况是刚换的新模具辗出的产品平面上有毛刺；另一种是刚换的新模具辗出的产品是合格的，但经过一段时间或辗过几百件、上千件产品之后，辗出的产品平面上就开始有毛刺出现。经过研究发现，造成冷辗产品平面出现毛刺的原因是加工模具时参数选择的不合理或模具磨损后没有及时返修。
图1 冷辗件平面出现毛刺实物
用新模具冷辗出的产品平面出现毛刺，主要是新模具加工时槽深T、槽宽B、脱模角θ选择的不合理。
1.1槽深T
选Z小坯料的壁厚分配槽深。由冷辗扩的原理知：由一个主驱动的模具（冷辗轮）来成形外表面形状，以一个从动的旋转模具（芯辊）来成形内表面形状，由支撑轮将其挤压成形[1]。在辗压过程中冷辗轮是主驱动，故冷辗轮槽深TM应大于坯料壁厚的一半以上（一般取毛坯壁厚的1/2~2/3），尽可能加大外圈辗轮槽深可避免冷辗件端面起毛刺[2]。而芯辊槽深Tm应大于等于工件圆角尺寸[3]。
图2 辗轮、芯辊参数分配图
槽宽的选择应考虑冷辗件的Z小高度及脱模回弹量[4]。
BM=Bo-ΔB-ΔB’ ⑴
式中：BM为辗轮槽宽Z小值；Bo为冷辗件Z小宽度；ΔB为脱模回弹量，一般在0.03~0.06mm；ΔB’为模具的弹性变形，一般在0.03mm左右。
一般芯辊的槽宽Bm应比辗轮的槽宽BM大0.10~0.20mm。对内圈芯辊应选上限，利于调整锥度。但还应考虑毛坯的高度，相差过大易造成外径尺寸偏差及端面不平。
1.3脱模角θ
在这3个参数中脱模角也是影响平面毛刺的Z主要的参数。脱模角可选3°~15°，脱模角越大，越易成型，但端面斜度过大，磨削量过大。而斜度过小，金属流动性差，不易成型且模具易粘料。选择脱模角的原则是：辗扩比越大，冷辗毛坯壁越大，脱模角越小；辗扩比越小，冷辗毛坯壁越小，脱模角越大。表1为几个常见轴承型号的脱模角。
表1 常见轴承型号选取的脱模角
2 用过的模具
刚换的新模具时，辗出的产品是合格的但经过一段时间或辗过几百件、上千件产品后，辗出的产品平面上就开始有毛刺出现。冷辗成形时，模具在工件端面上滚动(或滚动+滑动)，坯料在凹模内变形并产生切向流动，使坯料与模具间产生剧烈摩擦，造成不同程度的磨损伤痕，严重的磨损将使模具的型腔尺寸发生变化或改变模具的表面状态使之不能继续服役。这主要是模具磨损后槽宽B、脱模角θ的大小有变化造成的。解决这个问题，只好按上面的几个参数重新修改模具。
3 结束语
本方法是从轴承套圈冷辗模具的设计方面入手，经过不断的实践和改进总结出模具参数的选择及其大小。该方法对轴承套圈冷辗件平面出现毛刺的改善有显著的效果。从而提高了轴承套圈的产品质量，具有很好的推广价值。
参考文献：
[1] 华 林,黄兴高,朱春东. 环件轧制理论和技术[M].北京:机械工业出版社,2001.
[2] 毛华杰,田 亮.双沟球轴承外圈冷辗扩数值模拟与试验研究[J] .轴承，2010（2）:25–28.
[3] 夏新涛，马伟.滚动轴承工艺学[M].北京：机械工业出版社，2007.
[4] 李 华,王 斌,曹铁珍. 环件宽径比对环件冷辗扩工艺的影响规律研究[J]. 机械设计与制造, 2008(8): 144-146.
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