冷辗轴承套圈工艺研究
轴承套圈冷辗扩加工技术
车2冷辗扩工艺不仅减少了工序, 而且设备数量 和占地面积也相应减少, 同时也节省了人力。
3. 提高工件的加工质量
·24·
《新技术新工艺》·热加工技术 2001 年 第 5 期
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发展起来的新技术。最先采用这项技术的有德国、美 优点。
国、日本和前苏联。 在 80 年代末开始受到我国轴承
1. 提高材料利用率
行业的重视, 先后派人员出国考察和洽谈, 引进冷辗
冷辗扩加工能提高材料利用率, 主要有两个方
扩设备。 1991 年初, 广东省中山市轴承总厂首家引 进了日本的轴承套圈车2冷辗扩成套自动线。 内、外 套圈车2冷辗扩自动线各有上料机 1 台, 车床 2 台, 重量分选机 1 台和冷辗扩机 1 台。 全线平面图如图 1 所示。
冷辗扩加工提高工件质量主要表现在以下 3 个 的圆度, 以避免由于材料不均匀等因素引起的圆度
方面:
误差。 辗扩压力随辗压时间而变化。 对某种型号的
1) 经过冷辗扩加工, 使工件金属材料内部组织 套圈, 计算机根据套圈的几何尺寸及材料性能存贮
连接工件表面形成延伸, 而不像车沟道那样被切断, 其辗压力随时间变化的理论曲线。在辗压过程中, 计
位置精度主要受模具 (成形辊和心棒) 成形部分尺寸
效率, 辗压前的空行程采用
精度的影响, 因此模具加工的精密程度以及模具的
快速进给。
图 2 冷辗扩工作原理图
德国巴德杜本生产的
磨损情况就是决定因素。 模具正常磨损后可以重磨 后继续使用。
U RW A 系列冷辗扩机采用圆度控制辊来保证工件
轴承内套圈生产工艺分析
前言
Ｉ０ １０～Ｉ７ １０℃ ， 材料 完全 奥氏体 化后穿管 ， 钢管加热 到７ ０～８０ｃ ９ ０ ｃ球化退火 ， 退火材料拉拔到规定尺 寸 ，
加工成型 。
传统轴承 内套 圈是 用棒 材穿 管 工艺 生产 ， 随着
技术进步 ， 现在部 分 生产 厂开 始使 用快 速冷 镦机 冷
Ｋｅ ｒ ｓ ｂ ａ ｉ ｇ ｉｎ ｒｒ ｇ ；ｃ ｌ ｅ ｄ ｎ ；ｃ ｂ ｄ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｒ ｎ ｅ ｉ ｎ ｎ ｏ ｄ ｈ ａ ｉ ｇ ａ ｉｅ；ｍｅａ ｔｅ ｍｌ ｅ；ｈ ｒ ｎ ｓ ；ｄ ｃ ｒ ｕ ｚ ｔｏ ｒ ｔｌｓｒ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｓ ｅ ａ ｂ ｒ ａｉｎ ｉ
５
结论
Ｘ ０钢级铁素体 ＋贝 氏体 双相组 织的抗 大变形 ７ 管线钢 ， 钢板 、 制管 后 、 时效后 具有 较低 的屈强 比和 较高 的均匀 延伸 率 ， 板及 钢管 均具 有较 强 的抗 变 钢
形能力 。
参 考文献 ： ［］ 李平全・ 油气输送管线钢管的选材问题－ 石油管工 程应用基础研究论文集・ 北京 ： 石油工业 出版社，０ ２ ２ｏ ：８
５． ７
［］ ３ 胡伟 勇 ， 王峰 ， 沈雅明 ， 郦剑 ． 高速锻造轴承 套圈的
显微组 织［ ］金 属热 处理 ，０ １２ ：８～ ０ Ｊ． ２１（ ）３ ４ ．
３ 穿管工艺 生产 轴 承 内套 圈硬 度均 匀 ， ） 而且较
管 ， ０ １５ ： ２ ８３ （）２ 一 ４ ２ ， ． ０ ０
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冷辗扩工艺应用于双沟球轴承套圈的试验研究
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机械工程师
已基本完成，本文对其试验研究结果进行介绍，供参 考。 最终我们与某表面技术处理研究所合作，解决了模具 的表面钛化技术； 与广州机床研究所合作， 配制了与国 外机械性能相近的冷却液，较好地解决了模具粘连这 一冷辗工艺中棘手的问题。 （ $）模具制造。我厂的真空淬火炉和真空回火炉 保证了模具的热处理工艺水平， 使模具性能符合要求。 由于双沟球轴承套圈的形状比较复杂，其冷辗模具也 必然复杂，因此我厂用光学曲线磨加工，以便保证精 度， 但工作表面仍要抛光。在合理设计的基础上， 模具 尺寸还需要通过试验不断修正才能确定。 目的： 开拓冷辗扩工艺领域， 填补“冷辗扩工艺应用 （# ） 于双沟球轴承套圈” 这一国内空白。 确定双沟球轴承套圈的冷辗毛坯尺寸。 （$） （!）确 定 双 沟 球 轴 承 套 圈 的 冷 辗 模 具 尺 寸 、 材料 及热处理工艺。 以 （%）用国产 &’( 型全自动冷辗扩机进行试验， 提高精度， 降低废品率， 使产品符合设计要求。 完成其它工艺配套。 （) ） 要求： 辗扩后工件符合图纸要求。 （# ） 主要技术经济指标如表 #。 （$）
［参考文献］
［ 计量出版社， ! ］ 廖念钊 " 互换性与技术测量［ #］ " 北京： !$%&" ［ 辽宁科学技术出版社， & ］ 范德梁 " 公差与技术测量［ #］ " 沈阳： !$%’"
（编辑 明
涛）
作者简介： 陈 勇（!"#$% ）， 男， 工程师， 主要从事机电一体化专业教 学、 科研工作。 修改日期： &’(&%()%!"
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轴承套圈冷处理工艺
轴承零件的热处理质量控制在整个机械行业是最为严格的。
轴承热处理在过去的20来年里取得了很大的进步，主要表现在以下几个方面：热处理基础理论的研究；热处理工艺及应用技术的研究；新型热处理装备及相关技术的开发。
1.高碳铬轴承钢的退火:高碳铬轴承钢的球化退火是为了获得铁素体基体上均匀分布着细、小、匀、圆的碳化物颗粒的组织，为以后的冷加工及最终的淬回火作组织准备。
传统的球化退火工艺是在略高于Ac1的温度（如GCr15为780~810℃）保温后随炉缓慢冷却（25℃/h）至650℃以下出炉空冷。
该工艺热处理时间长（20h以上），且退火后碳化物的颗粒不均匀，影响以后的冷加工及最终的淬回火组织和性能。
之后，根据过冷奥氏体的转变特点，开发等温球化退火工艺：在加热后快冷至Ar1以下某一温度范围内（690~720℃）进行等温，在等温过程中完成奥氏体向铁素体和碳化物的转变，转变完成后可直接出炉空冷。
该工艺的优点是节省热处理时间（整个工艺约12~18h）,；处理后的组织中碳化物细小均匀。
另一种节省时间的工艺是重复球化退火：第一次加热到810℃后冷却至650℃，再加热到790℃后冷却到650℃出炉空冷。
该工艺虽可节省一定的时间，但工艺操作较繁。
2.高碳铬轴承钢的马氏体淬回火:2.1常规马氏体淬回火的组织与性能.近20年来，常规的高碳铬轴承钢的马氏体淬回火工艺的发展主要分两个方面：一方面是开展淬回火工艺参数对组织和性能的影响，如淬回火过程中的组织转变、残余奥氏体的分解、淬回火后的韧性与疲劳性能等；另一方面是淬回火的工艺性能，如淬火条件对尺寸和变形的影响、尺寸稳定性等。
常规马氏体淬火后的组织为马氏体、残余奥氏体和未溶（残留）碳化物组成。
其中，马氏体的组织形态又可分为两类：在金相显微镜下（放大倍数一般低于1000倍），马氏体可分为板条状马氏体和片状马氏体两类典型组织，一般淬火后为板条和片状马氏体的混合组织，或称介于二者之间的中间形态—枣核状马氏体（轴承行业上所谓的隐晶马氏体、结晶马氏体）；在高倍电镜下，其亚结构可分为位错缠结和孪晶。
两种精密冷辗机床及工艺分析
‘轴承）２０００，№．５蕊种精密冷辗机床及工艺分析洛阳轴承研究所（河南洛阳４７１０３９）田民时犬方李新东轴承套蕊辕扩是近年来发展较抉的毛坯搬工技术，它具有树料利用率商，可大幅殿提高轴承使用寿命的特点，得到行业的广泛认可。
精密辗扩技术赫菝心爨猿密辗扩撬凑释配套王艺静秀发。
遮蝗机床依毛坯的成型特性分为开式辗扩机床和闭式辗扩机床，分别配套先车后辗和先辗后车工艺。
ｌ机床的分析机床的缮擒原理见强１、囝２。
ｎｙ．产ｌ∽、／Ａ：犟皿、｜ｌｆ．＼彳ｆ淤ｔ＇／丸ｌ一辗转；２一ｊ醛棒；３一支撵辊；４一毛坯；５一孵蛱；矿芯棒的运动宵向；鸭一滑块的运动方向图１开式机床工作区典型结构嬲１．１传动方式开式机床的主传动：电机一减速器一辗轮。
扶凌簧魂：辗耱一毛坯一芯薅一支撑壤。
力纛功率的传动：旋转的辗轮把力传到毛坯，在摩擦力的１一辗压凹模；２一毛坯；３一支撑轴；４一芯棒；５一支撵轴；６一耩块；¨一芯棒及点撑轴运动方向；珏一撵块辩运魂旁寓图２踯式机床工作醛辣型结构困于＃用下依次使芯捧期支撑辊转动。
摩擦力的作用点在鼹离各旋转醑转中心的媛远翡，蠢就传动静扭矩太，机床的变形功比较小。
对生产外径≠６０ｉｒｍａ的魄坯，机床主电机功率为５．５ｋＷ。
芯棒只传递支搏寝系转动辑嚣豹援蜒。
ｆｊｊ式机床的主传动：电机一齿轮减速一主轴一芯棒。
从动转动：芯棒一另一支撑轴；芯棒一毛坯一蹦搂。
力及功率静传递最终由稿棒实瑶。
黻诧芯棒除承爨全部变形力外同时传递电机几乎全部的转矩。
另一支撑轴的从动均由与芯棒接触处的摩擦力完戒，力静俸弼煮与其圄转中心蘸鼷蔼较近。
因此Ｈ口使毛坯的变形功率一样，闭式机床所需的 万方数据《辘承）２０。
ｏ．№．５瀚力较大。
对于≯裾ｍｔ耱亳坯，邃式撬寨掰蓑的电机功率为７，５ｋＷ。
１．２轴系结构开式机床（图１）支撵辊对芯棒的支点可尽墩接ｊ垃毛坯的受力变形医，支撑辊作为整体件加工研以保证双支撑的效果，邸支撵雕蛙好，支撵獭象缝瓣篱萃、足专小。
汽车轮毂轴承套圈冷挤压工艺及模具设计
泼矫蓬为饲，冷挤雁模其王傅过程如下：蓄先 将模具的上、下模座１和５固定在液压机的卜下工 作台上，将顶料垫块１４的上端镎遂鹫摸俸８的巾心 孔内，凹模体８固定在支承座７上，上下模座通过 导柱导套导向后固定在一起，以防时受力不均出现 偏心载荷，然后用锁薷潦母１１润４分剥镆紧装有冲 头９的法兰体１０和上模座１、支承座７和下模座５， 将外豳坯料效入登模内，设定液压撬的下作行程， 开始挤压作业。
本文采用有机高分子水溶液润滑剂代替磷酸盐 万方数据
一皂化对轮毂轴承套圈坯料进行成批润滑［２］，具有 无毒、无臭、无腐蚀、易清洗、成本低和操作简单 等优点。润滑剂丰要成分为：羧甲基纤维素、石丰油、 石墨粉和干净的自来水等。在挤压前将坯料浸涂这 种润滑剂，然后烘干就可用于挤压。实验表明挤压 后零件表面粗糙度与变形力大小均与原用磷酸盐 皂化处理润滑时差不多，尺寸也比较稳定。
毛坯和挤压件，材料为ＧＣｒｌ５轴承钢。
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内圈毛坯
内围拼址件
外圈毛坯
外豳挤雎件
图１ Ｌ４５４４９汽车轮毂轴承内外圈毛坯和挤压件图 Ｆｉｇ．１ Ｂｉｌｌｅｔｓ ａｎｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐａｒｔｓ ｄｒａｗｉｎｇ ｏｆ Ｌ４５４４９
ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｗｈｅｅｌ ｈｕｂ ｂｅａｒｉｎｇ ｒｉｎｇｓ
凹模体选用耐冲击的钢结硬质合金或高速钢材 料，熬处理硬度为６８４７２ ＨＲＣ，硬度过裹模具容 易开裂，硬度太低则容易磨损。注意对凹模进行热 处理时，需将冀碳化物偏析控制在２级以内，以提 高模具使用寿命。冲头选用日本的ＳＫＤｌｌ或者圜产 的６５Ｎｂ钢材并进行预置硬度复合处理工艺．酋先 把冲头整体餮凄控裁在５５～５８ ＨＲＣ之闻进行预爱 淬透，然后经机加工后进行灰光离子氮化处理将其 硬度接裁在６５ ＨＲＣ左右，使葵表瑟吴蠢意硬瘦磊 内部舆有足够的韧性¨］，实践｛正明用这种工艺制作 的冲头耐用性好，可满足规模生产的需要。
轴承套圈冷辗扩基本原理与应用
第六章 轴承套圈冷辗扩技术的现状及发展前景
对冷辗扩成型模具，目前还没有完全清楚冷辗 扩模具服役的工艺条件，无法建立轴承套圈冷辗扩 模具设计、制造和使用的科学依据和技术规范，以 至于模具特别是芯辊寿命一直处于较低水平，不过 通过对模具的制造工艺和材料的改进，模具的使用 寿命已经有了很大的进步。
虽然还有这么多因素制约冷辗扩技术的发展， 但是应该相信随着我国科技的不断进步，天马集团 的飞速发展，在不久的将来我们公司乃至整个轴承 行业冷辗将占据重要的位置。
当前精密冷辗技术在世界范围内处于成长和上 升时期。这一阶段的主要标志是在应用中提高、完 善、发展，在发展中扩大应用。
第1章 冷辗扩技术的来由及背景
精密冷辗技术的成功应用需要4个条件： A． 先进而适用的冷辗环机。 B． 质量足够高、供应充足的模具及其制造技术。 C． 冷辗用坯料的制备。 D． 掌握冷辗技术的人员培训。
一般来说工件冷辗扩以后的公差与工件冷辗扩以 前的公差大致相等，要保证辗扩以后的精度就必须保 证冷辗扩前毛坯的精度。一般冷辗扩加工的套圈内、 外径公差在±0.05mm左右，圆度误差在0.06 mm以内。
第五章 冷辗扩加工的工件精度
对冷辗扩前工件的加工精度控制的综合指标应当是 工件的体积（重量）。保证冷辗扩前套圈的重量不超过 允许的公差带就可以较为有效地保证冷辗后套圈的精度。 因此，我们公司在冷辗扩前、粗车加工以后增加一道重 量分选工序，既精车车沟工序，保证冷辗毛坯重量的公 差与毛坯重量之比为1%左右，当然这个重量不是固定不 变的，宽而壁厚较薄的毛坯允差较大，宽而厚的毛坯允 差较小。
汽车用深沟球轴承套圈冷辗扩工艺设计
件 材 料 的分 配 。 （１） 毛 坯 内径 ｄ 的 确 定 。 根 据 冷 辗 扩 件 的 内 径 尺 寸 及 选
定 的辗扩 比计算 出毛坯 的内径 。
ｄ ＝ｄ ／Ｋ
２０Ｏ４１６６．Ｏ １ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｐａｒｔｓ
研 究与开 发
Ｋ ＝矗 ／ｄ
式 中 ：ｄ 为冷 辗件 内径 ；ｄ 为 毛 坯 内 径 。 对 于 辗 扩 比 的取 值 ，要 综 合 考 虑 冷 辗 件 尺 寸 、模 具 尺 寸 、
成 型 完 全 、节 材 、生 产 效 率 等 因 素 。对 于 深 沟 球 轴 承 套 圈 ． 一 般 辗 扩 比取 值 范 围 为 Ｋ＝１．２～１．７。 在 此 例 中 内 圈选 用 的 最 大 辗 扩 比 为 １．４９。外 圈选 用 的 最 大 辗 扩 比 为 １．５１
ＬＩＵ Ｍｅｉｈｕａ． ＬＩ Ｙｉｘｕ． ＹＡＮＧ Ｙａｏｘｉａｎｇ
（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｓｈａｏｇｕａｎ Ｆｏｕｎｄｒｙ ａｎｄ Ｆｏｒｇｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｏｇｕａｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１２０３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｓ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｄｅｅｐ ｇｒｏｏｖｅ ｂａｌｌ ｂｅａｒｉｎｇ ｒｉｎｇ’Ｓ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｄｒａｗｉｎｇ，ｂｌａｎｋ ｄｒａｗｉｎｇ， ａｎｄ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｔｏｏｌｉｎｇ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｓ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｓｕｍｍ ａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｆｏｒｇｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｄｅｅｐ ｇｒｏｏｖｅ ｂａｌｌ ｂｅａｒｉｎｇ ｒｉｎｇ ｗｅｒｅ ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ．
轴承套圈冷辗扩加工技术简介
轴承套圈冷辗扩加工技术简介>> 冷辗加工的特点１）可大幅度的节省原材料车加工与冷辗加工下料比较（锻件毛坯）传统的加工方法要包容套圈的全部形状，而冷辗加工仅需要与成品相同体积的毛坯。
采用冷辗加工可节省钢材１５～３５％；减少机械加工量１０～２０％。
２）加工精密高：主要加工表面的尺度精度、粗糙度和形位公差能稳定的达到甚至超过车加工水平。
冷辗套圈的尺寸集中度要好于车加工３）全面改善了工件的内在质量，轴承使用寿命成倍提高，可靠性显著提高，噪声明显降低冷辗与车加工断面比较例如我们用６２０６轴承为代表型号进行的试验。
冷辗用坯料退火组织，按标准（JB1255-81）第一级别图评为3级退火组织A．冷辗后的流线：流线不仅与沟道表面形状一致，在表面上无断头，而且在沟道表面以下，超过1MM深度范围内特别致密，愈接近表面愈致密。
B．原料中的夹杂物在冷辗后也明显按流线取向。
C．冷辗并热处理后的晶粒度：晶粒度一般比传统加工提高2-4级，而且均匀性也大大提高。
D．冷辗并热处理后的显微组织：经冷辗，其碳化物细小而分布均匀、浓度起伏变化小。
按标准（J131255-81）第二级别图应评为2级。
寿命试验结果如下表：４）简化生产流程，降低管理成本。
因冷辗是滚道、倒角一次成型，因此可省掉挖沟，倒角这两道最影响加工质量的工序。
５）提升产品品质。
加工质量靠模具保证，质量易于控制，产品一致性好。
６）自动化程度高，可配置自动生产线。
当前精密冷辗技术在世界范围内处于成长和上升时期。
这一阶段的主要标志是在应用中提高、完善、发展，在发展中扩大应用。
在当前阶段，精密冷辗技术在充分发挥自身优点的同时，还必须冷辗环机为核心，在加工精度、稳定性、可靠性，生产效率及自动化程度方面与传统加工技术竞争，并在加工能力和工件种类方面扩大应用范围，直到实现在其适宜的范围内普遍推广应用。
精密冷辗技术的成功应用需要4个条件：A．先进而适用的冷辗环机。
B．质量足够高、供应充足的模具及其制造技术。
双沟轴承外圈冷辗扩成型理论及工艺研究的开题报告
双沟轴承外圈冷辗扩成型理论及工艺研究的开题报告一、选题背景及意义轴承是机械中不可或缺的重要零部件，而轴承的质量和可靠性直接影响到机械设备的性能和寿命。
在制造轴承时，外圈加工成形是制造过程中最为困难的部分，其制造精度和工艺难度都相对较高。
传统的外圈加工方式是采用削铁加工，但这种方法需要很高的工艺精度和设备，加工难度大。
因此，为了提高轴承加工的效率和质量，研究外圈冷辗扩成型方法成为当今轴承加工领域的一个热门课题。
双沟轴承在机械领域中占据着重要的地位，因此研究双沟轴承外圈冷辗扩成型理论及工艺对于提高轴承制造的可靠性和质量有着重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过理论分析和实验探究双沟轴承外圈冷辗扩成型的机理和工艺，分析不同参数对外圈成形的影响，并提出一种高效、稳定的外圈成型工艺及优化参数。
三、研究内容本研究主要研究内容包括：1. 双沟轴承冷辗扩成型的机理及原理探究。
2. 双沟轴承外圈冷辗扩成型的工艺流程研究。
3. 确定双沟轴承外圈冷辗扩成型的优化参数。
4. 对不同参数和条件下成形件进行试验检验，评估成形件的品质和高度。
5. 提出高效、稳定的双沟轴承外圈冷辗扩成型工艺，优化参数供参考。
四、研究方法本研究采用理论分析和实验研究相结合的方法，通过计算机辅助仿真及数值分析，探索双沟轴承外圈冷辗扩成型的机理及原理。
同时，进行实验研究，通过模型测试和质量评价，获取经验数据和优化参数，提出高效、稳定的工艺工程。
五、研究预期成果通过本研究，将得到以下预期成果：1. 探明双沟轴承外圈冷辗扩成型的机理及原理。
2. 确定双沟轴承外圈冷辗扩成型的优化参数。
3. 提出高效、稳定的双沟轴承外圈冷辗扩成型工艺。
4. 提高轴承制造的可靠性和质量。
六、可行性分析双沟轴承的冷辗扩成型工艺是现代生产制造的重要研究领域，目前国内外已经有许多相关研究成果，其可行性得到了充分验证。
本研究所涉及的理论和实验方法都是相对简便易行的，同时国内已有较为完备的双沟轴承加工基础设施和生产线，因此本研究具有很高的可行性。
轴承套圈冷辗扩基本原理与应用
第三章 冷辗扩加工的优点
冷辗扩的工作原理是由一个主驱动的模具（滚轮）来成 形外表面形状以及一个从动的旋转模具（芯棒）来成形内表 面形状，他们由支撑轮将其挤压成形，因此这种利用金属材 料的塑性变形来获得所需的零件形状和尺寸，没有材料的切 除，也没有强烈的震动和噪声，因而具有切屑加工所不可比 拟的优点。
a)直壁形状———这类零件的形状简单,易于 加工,在加工中不用考虑材料的分布问题,只要保 证辗压件在辗压过程中的轴向定位准确,就能完 成冷辗过程。
第二章 轴承套圈冷辗扩加工技术的发展概况
b) 内圈或外圈带有浅滚道的形状———这类零件多属 于轴承的深沟球类、短圆柱类等的内外套圈,在加工中就 要适当的考虑金属材料的合理分布,以及变形过程中的流 向问题。
c) 在外径或内径带球面的形状———该类零件虽然 属于对称形状,但其截面材料的分布是不均匀的,这样在冷 辗过程中变形的不一致将对冷辗进程中辗压件的合理成型 产生影响。
d) 外径和内径均为球面形状。 2、截面非对称型套圈
类套圈的横截面形状是对称的，这样在冷辗过程中就可 使机床、辗压件及模具等受力不均匀，机床零件和模具的寿 命得不到保障，同时又可使辗压件在一种非平衡的状态下变 形，不利于金属的变形流动和按照设定的部位分布。
车内径、端面、倒角 车外径、端面、倒角 平面无心 精车 车沟道 车装配倒角
采用车-冷辗扩加工球轴承套圈的工艺为： 车内径与一端面、倒角 车外径与另一端面、倒角 平面 无心 冷辗扩加工 车-冷辗扩工艺不仅工序减少了，而且设备数量和占地面积 也相应减少，同时也节省了人力。
第三章 冷辗扩加工的优点
3、提高了套圈的加工质量 采用冷辗扩加工能提高套圈质量主要表现在以下
《轴承套圈冷辗扩加工 技术原理与应用简介》
轴承套圈冷辗扩加工技术简介
轴承套圈冷辗扩加工技术简介>> 冷辗加工的特点１）可大幅度的节省原材料车加工与冷辗加工下料比较（锻件毛坯）传统的加工方法要包容套圈的全部形状，而冷辗加工仅需要与成品相同体积的毛坯。
采用冷辗加工可节省钢材１５～３５％；减少机械加工量１０～２０％。
２）加工精密高：主要加工表面的尺度精度、粗糙度和形位公差能稳定的达到甚至超过车加工水平。
冷辗套圈的尺寸集中度要好于车加工３）全面改善了工件的内在质量，轴承使用寿命成倍提高，可靠性显著提高，噪声明显降低冷辗与车加工断面比较例如我们用６２０６轴承为代表型号进行的试验。
冷辗用坯料退火组织，按标准（JB1255-81）第一级别图评为3级退火组织A．冷辗后的流线：流线不仅与沟道表面形状一致，在表面上无断头，而且在沟道表面以下，超过1MM深度范围内特别致密，愈接近表面愈致密。
B．原料中的夹杂物在冷辗后也明显按流线取向。
C．冷辗并热处理后的晶粒度：晶粒度一般比传统加工提高2-4级，而且均匀性也大大提高。
D．冷辗并热处理后的显微组织：经冷辗，其碳化物细小而分布均匀、浓度起伏变化小。
按标准（J131255-81）第二级别图应评为2级。
寿命试验结果如下表：４）简化生产流程，降低管理成本。
因冷辗是滚道、倒角一次成型，因此可省掉挖沟，倒角这两道最影响加工质量的工序。
５）提升产品品质。
加工质量靠模具保证，质量易于控制，产品一致性好。
６）自动化程度高，可配置自动生产线。
当前精密冷辗技术在世界范围内处于成长和上升时期。
这一阶段的主要标志是在应用中提高、完善、发展，在发展中扩大应用。
在当前阶段，精密冷辗技术在充分发挥自身优点的同时，还必须冷辗环机为核心，在加工精度、稳定性、可靠性，生产效率及自动化程度方面与传统加工技术竞争，并在加工能力和工件种类方面扩大应用范围，直到实现在其适宜的范围内普遍推广应用。
精密冷辗技术的成功应用需要4个条件：A．先进而适用的冷辗环机。
B．质量足够高、供应充足的模具及其制造技术。
轴承套圈高速镦锻冷辗工艺-浙江中集铸锻有限公司
优点五：环保
� 无三废，环境整洁、噪音低（80dB以下） � 冷却水系统为水冷介质，通过净油装置、纸
张过滤器、磁性分离器、冷却水封闭循环使 用，实现零排放，不产生任何环境污染。
缺点
� 投资成本高 � 技术含量高 � 模具制作难
三、 高速镦锻、冷辗工艺研究
1、高速镦锻锻件组织 2、氧化脱碳 3、纤维组织 4、冷辗纤维组织 5、小结
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优点一：质优
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锻件表面质量好，加工精度高，车加工余量少， 原材料浪费少。 锻件内部质量好，纤维组织布局有利于增强冲击 韧性和耐磨性，经预处理后套圈性能好，适当淬 火回火处理后，轴承寿命能提高一倍以上。 高速镦锻质量损失小于千分之一，而普通垂直锻 质量损失达百分之一。
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优点二：高效
� 自动化程度高：高速镦锻机生产线仅需2人
HPF－80SS高速镦锻机工作部位
HF-500-3M高速锻造机
HF－500-3M高速镦锻机工作部位
HF－500-3M高速镦锻机工作部位
爱协林等温退火炉
爱协林等温退火炉进料口
洛阳轴承研究所冷辗机
高速镦锻、冷辗工艺的优点
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高速镦锻、冷辗工艺与垂直锻造制作轴承套圈 工艺相比， 高速镦锻、冷辗工艺与钢管制作轴承套圈相 比， 主要有五大优点：质优、高效、节能、安全、 环保
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无缝轴承钢荒管的工艺
� 图2显示无缝轴承钢管(行业中称荒管)的金相
显微组织为片状珠光体加网状碳化物；
� 荒管加工工艺为：中频炉加热—穿孔机穿孔—
喷雾冷却；由于穿孔速度慢加热周期长，导致 晶粒长大；钢管本身体积大而热容量大，喷雾 冷却不能保证钢管各部位均匀快速冷却，从而 有少量网状碳化物出现。
圆锥套圈闭式冷辗扩的工艺研究与数值模拟
圆锥套圈闭式冷辗扩的工艺研究与数值模拟环件冷辗扩工艺是一种先进的连续局部回转塑性成形技术，具有省力、节能、节材、高效、低成本的技术优势，在航空、航天、汽车、火车、能源等领域获得了越来越广泛的应用。
材料性能及其在加工过程中的演化对环件冷辗扩工艺的影响己经成为环件冷辗扩成形理论与技术发展迫切需要研究的重要课题。
辗环是用环形毛坯在旋转的模具中进行轧制。
其特点是借助轧环机和轧制孔型使环件产生连续局部塑性变形，因此可在低载荷下实现壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。
本课题主要研究圆锥套圈闭式冷辗扩成形规律，对其进行模拟分析，利用有限元软件的模拟结果，分析各个因素分别对宽展的影响规律与多个主要影响因素的变化对宽展的影响规律，为圆锥套圈闭式冷辗扩工艺提供理论指导。
本文采用两个套圈成对辗扩，不仅能抵消因不对称变形产生的轴向力，减少应力集中，提高制件精度，延长芯辊寿命，还可以提高生产效率。
采用闭式的目的是希望能对其宽展起到一定的控制作用。
本文基于环件轧制理论和有限元理论，建立了圆锥套圈闭式冷辗扩的有限元分析模型。
首先设计两种不同形状的毛坯进行模拟，得到更适合成形的毛坯尺寸，然后根据实际辗环机尺寸设计几种不同的驱动辊和芯辊尺寸进行模拟，找出不同的驱动辊工作宽度和芯辊半径下成品的平均宽展和平均鱼尾系数的变化，找出其变化规律，得出较适合的模具尺寸进行毛坯的模拟成形。
再用优化了的模具进行模拟，改变其工艺参数和模拟参数，包括驱动辊转速，芯辊的进给速度，还是研究其平均宽展的变化，得到较优化的工艺参数。
通过对圆锥套圈闭式冷辗扩的有限元分析，得出其宽展的成形规律和计算方法。
与开式辗扩的结果进行对比，得出圆锥套圈闭式冷辗扩相对于开式的优势在于可以在一定程度上较好的控制宽展的产生。
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关键词： 轴承套圈； 冷辗成型； 产品类型； 工艺路线
中图分类号 ： Ｈ１２Ｔ ８ Ｔ ６ ；Ｇ３ ６
ＺＨＯＵ ｅ ｃ ｅ ｇ， Ｉ ｅ Ｙｕ — ｈ ｎ Ｌ ｉ Ｌ
ｒ ｅｈ ｉａＣ ｎｅ，ａｂｎＢ ａｉｇＧ ｏ ｐＣ ｍｐｎ ， ｒｉ １０ ３，ｈｎ ） ｃｎｃｌ ｅｔｒ ｒｉ ｅｒ ｒｕ ｏ ａｙ ｂｎ ０ ６Ｃ ｉａ Ｔ Ｈ ｎ Ｈａ ５
件虽然属于对称形状 ， 但其截面材料的分布是不
第ｌ 期
类。
情月成 ，等 ： ｊ 冷辗轴承套罔 Ｔｌ研究 艺
３１ 截 面对 称型 套 圈 ．
这类套 圈的横截面形状是对称的 ，这样在冷
辗过程中就可使机床 、辗压件及辗压模具等受 力
均匀， 机床零件和模具的寿命得到提高 ， 同时义可 使辗压件在 一种平衡的状态下变形 ，有利于金属
的变形 流 动和按 照 ｝ 的部位 分布 。 殳定
ａｅｅ ａ ｏ ａｅ ． ｒ ｌｂ ｒｔ ｄ
Ｋ。 ｙ神
： ｅ ｒ ｇｒ ｇ ｃ ｌ ｌｎ ｄ ｌｐ ｏ ｕ ｔ ｎｔｐ ；ｅ ｈ ｏｏ ｙｒ ｕｅ ｂ ａｉ ｎ ； ｏｄｒ ｌ ｇｔ ｍｏ ｅ； ｒ ｄ ｃｉ ｅ ｔｃ ｌｇ ｔ ｎ ｉ ｏｉ ｏ ｏ ｙ ｎ ｏ
行程结束 ， 随后可以进行下一个循环 的辗压。 冷辗
１ 前言
冷辗技术作为一项先进技术 ，在轴承套 圈加 工 中有着广泛 的应用 ， 以实现对轴承坯料的少 、 无
的最大优点是不破坏加工零件的金属流线 ，而车 磨等机械加工则破坏被加Ｔ零件的金属流线 ， 使
零件强度降低（ 见图 ｌ图 ２ 。 、 ） பைடு நூலகம்
切削加工 ，该技术通过对轴承坯料的流动方 向和
图 ４ 非 埘 称 截 面套 罔 小 意
在这类产品中， 结构形状 也是各有不同的 ， 目 前适合冷辗加工的对称型套圈有如下几种（ ３ ： 罔 ）
截面材料的不均匀分布 ，使得冷辗过程 中材料变 形不均匀 ，并且由于辗压力在辗压件轴 向所产生
目 目
图 ３ 对 称 截 面 套 圈 示 意 图
与辗压辊或模圈形成一个成型模腔，当套 圈坯料
接近这一模腔 ， 与之接触并在其带动下旋转 ， 在辗
压力的作用下套圈坯料开始变形 ，毛坯 的直径逐
步变大， 壁厚则渐渐减小 ， 当直径尺寸达到控制设
图 ２ 非冷辗 金属流线 图
３ 辗压产品类型
在实际生产 中，轴承套圈的形状是多种多样
定值（ 开式依靠外径 的主动测量 ， 闭式依靠模圈限 制配合条件判断 ） 结束辗压 ， 然后退料 ， 一个辗压
的作用 ， 使材料会 向某一个方 向有更多的流动 ， 影
（ ）其它非对称形状——如 ：角接触轴承套 ２
响到 辗压 件成 型 （ ａ图 ｂ 。 图 、 ）
圈， 这种套圈在冷辗机上 ， 若单位加工是难以实现 的， 可考虑采用组合的方法来辗压（ ｃ。 图 ）
４ 冷 辗 工 艺路 线
冷辗需要 的实现不仅仅是冷辗本身 ，它要牵
Ａｈ由瞅 Ｔ ｅｐ ｏ ｅｓｐｉｃｐｅｔｅｔｃ ｎ ｌｇ ｅ ｉｎｔｅｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｔｐ ｔ， ｄ ｔｅ ｄ ａ ｔｇ ｎ ｈ ｒ ｏ ｎ ｈ ｒｃ ｓ ｒ ｉｌ， ｅ ｈ ｏｏ ｙｄ ｓ ， ｒｄ ｃｉ ｅｅｃａ ｉ ａ ｖ ｎａ ｅａ ｄ ｓｏｔ ｍｉｇ ｎ ｈ ｇ ｈ ｏ ｙ ｎ ｈ ｒ ｃ
收稿 日期 ： ０ ６ ０ — ０ ２ ０ — ２ １．
的， 根据 总体设计 的要求 ， 当使用 场合 不同 ， 性能
要求不同时 ， 套圈的形状 、 尺寸等参数也会随之而
作者简介 ： 月成（９６ ）男 ， 周 １７一 ， 助理工程师
改变 ，一般来讲 ，适合冷辗压加工的产 品有两大
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变形过程 的有效控制 ，实现使坯料按照设想的方 向和部位分布， 完成辗压成型。
２ 冷辗 的工作原理
冷辗压变形的实质是在常温下 ，轴承套圈坯
料在辗压力的作用下以连续 的小进给量 ，在辗压
图 １ 冷辗金属流线 图
件的径向产生压缩变形使轴承套 圈坯料 的壁厚减 少， 在切 向产生延伸变形 ， 内外直径同时扩 大 ， 使 最后得到符合设计要求尺寸的辗压件。 冷辗工作过程为 ： 套圈坯料穿在 辊上 ， 芯辊
（） １直壁形状——这类零件的形状简单 ， 易于
加工 ， 在加工中不用考虑材料的分布问题 ， 只要保 证辗压件在辗压过程中的轴 向定位准确 ，就能完 成冷辗过程（ ａ 。 图 ）
扯到与之相关联的前后工序 ， 比如 ： 冷辗毛坯件来 源， 有什么技术要求 ， 辗后如何进行适 当地加＿ 冷 Ｔ 等等 ， 这些关联问题不解决 ， 冷辗技术的应用会 因 此而受到限制 ，故一个 完整的下艺方案才能解决
冷 辗 轴 承 套 圈 工 艺 研 究
周月成 ， 磊 李
（ 哈尔滨 轴承集团公司 技术 中心 ， 黑龙江 哈尔滨 １０ ３ ） ５ ０ ６
摘
要： 阐述 了冷辗 轴承套 圈的加工原理 、 艺设计 、 工 辗压产 品类型等方面 内容及其优缺 点。 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：６ ２４ ５ （０ ６０ —０ ４０ １７ —８２２ ０ ）１０ ３ —２
以上 问题 。
（ ）内圈或外圈带有浅滚道 的形状——这类 ２
零件多属于轴承的深沟球类 、短圆柱类等的内外 套圈，在加工中就要适 当的考虑金属材料的合理 分布 ， 以及变形过程中的流 向问题（ ｂ 。 图 ）
不同的产品 ， Ｔ艺设计路线也是不一样的 ， 这
（ ）在外径或内径带球面的形状——该类零 ３
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第２卷 第 １ ７ 期
轴
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承
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２０ 年 ３ 月 ０６
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