轴承套圈锻造工艺优化设计的研究_耿道森
浅谈轴承套圈锻造工艺基本设计原则与优化
越高 ， 提高 了对 前道工序 的质量要 求 ， 增加 了消耗 ， 因此扩孔 比的取值不可 能无 限小 ， 一 般轴承 套 圈锻 造规格 、 规 范及生 产实 际经验要 求扩 孔 比的取值范 围在
１ ． ２ － １ ． ６较为合 适 。 ②压 平量 的取值 越大 ， 涨 孔压平 后的 毛坯表 面形成 的 外观 缺 陷影 响较大 ， 要 求适 当大 的扩 孔 比进行 充分辗 扩消 除缺 陷， 压 平量的 取值越
子轴 承的 内圈 ， 其 方法 完全相 同， 只是 最后 省去 了整 径工序 。
包 括半 公差） 。 ③扩 孔 比和压平 量的 共同取值 ， 既要分别 符合 上述要 求 ， 相互 取 值 的分布 应符 合 线性 同比分布 这一 规律 。
２ ． 轴 承套 圈锻 造工 艺的 基本设 计 原则 轴 承套 圈锻 造工艺 的设 计有 三项基 本 原则 。 第 一条是 重量 不变原 则 。 它 是说参 与锻 造的锻 件应重量 相等 。 这 一原则 不 但需要 考虑 锻件 的重量 在经 过煅烧 后的 平均损 失情况 ， 即考 虑火 耗 、 锻件余量 及尺寸 公差的 实际状 况、 合理 配置重量 等 ， 而且还要考 虑到锻件 在煅烧 过程 中， 因为 温度 不同 ， 而对 锻件 尺寸造 成的影 响 ， 以便 能够准确 设计 出不 同状 态下 的
度在 ７ ０ ０ ５ ２ 以上 的 ， 不得堆积 摆放 。 以 圆锥 滚子轴 承套圈 的锻造 为例 来探析 我国
轴承套 圈锻 造工 艺 的现状 。
小， 对 涨孔压 平后 毛坯表 面形成 的外观 缺陷影 响较小 ， 因此 较小 的扩孔 比辗 扩
即能消 除 ， 但 是 比较小的压 平量 不足 以消除套 切形成 的两端 平面缺 陷 ， 也达 不
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。
轴承内外圈套锻工艺研究
摘要锻造工业是一个国家的重要产业，套锻工艺的发展无时不刻都在影响着国家经济的发展，人类的进步离不开套锻工艺的发展。
在全球经济发展的大环境下，中国各个行业被其他国家的先进技术影响的同时，越来越多的外国企业和品牌传播到中国已经成为现实。
在新的市场需求的推动下，对轴承内外圈套锻工艺进行改良和优化是当务之急。
生产轴承内外圈套锻工艺的企业，必须充分考虑到在轴承内外圈套锻工艺运行中可能出现的问题，尽量使轴承内外圈套锻工艺的自动化程度越高越好，从而来保证轴承的传动精度，特别是针对圆锥滚子轴承，国内轴承内外圈套锻工艺的研发及制造要与全球号召的高效、精度高等主题保持一致。
套锻工艺是通过一次对轴承毛坯进行加热同时生产出两个套圈，本文就轴承的内外圈套锻工艺进行了设计，通过阐述了套锻工艺的发展现状以及工艺流程，最后设计出针对圆锥滚子轴承的套锻模具。
关键词：套锻轴承内外圈制造模具Abstract：This graduation design is the optimization design of driving roller conveyor, first on the driving roller type conveyer is summarized; then analyzed the selection principle and calculating method of driving roller conveyor; then calculated based on these design criteria and abase is designed; then checked on the main parts selected conveyor. Is the drive roller conveyor consists of four main parts: driving device, tension device, middle rack, and the moving part. Finally, a simple description of the installation and maintenance of transport. At present, the drive roller conveyor is moving towards long distance, high speed, low friction direction, air cushion conveyor in recent years is one of the. the motion trajectory when the diagonal curve is slanting line do the walking motion, robot. The miniature walking robot is mainly driven by DC servo motor, so as to drive the leg action driven synchronous belt wheel by a crank and rocker mechanism.In the design, driving roller type conveyer manufacture and application, at present our country compared with foreign advanced level there are still large gaps, domestic in the design and manufacture of driving .This design is the optimization design of driving roller conveyor.Keywords：Driving roller Crankshaft Processing craft Significance目录1 绪论 (1)1.1课题的来源与研究的目的和意义 (7)1.2本课题研究的内容 (10)1.3研究的意义 (10)2 轴承内外圈套锻工艺总体结构的设计 .......... 错误！未定义书签。
轴承套圈锻造工艺研究
轴承套圈锻造工艺研究
于波
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2012(000)034
【摘要】21世纪，我国的各种工业技术日趋成熟，一种以经验和直觉为依据、以试错为基本方法的工艺技术--传统的轴承套圈锻造工艺也开始迎接新时代的洗礼，考虑融合现代技术，进行工艺的不断改进。
轴承套圈锻造工艺的研究内容不仅包括轴承锻造工艺的现状研究、轴承锻造工艺本身的工艺情况研究，还涉及轴承套圈锻造工艺的优化研究。
【总页数】1页(P50-50)
【作者】于波
【作者单位】哈尔滨轴承集团公司,黑龙江哈尔滨 150000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.轴承套圈锻造工艺研究
2.轴承套圈锻造工艺研究
3.轴承套圈锻造折叠裂纹缺陷分析
4.40Cr15Mo2VNA钢轴承套圈锻造工艺改进
5.高氮不锈钢Cronidur30轴承套圈锻造工艺设计
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
40Cr15Mo2VNA钢轴承套圈锻造工艺改进
轴承作 为 航 空 发 动 机 系 统 的 重 要 零 部 件，其 使用性能 直 接 影 响 发 动 机 的 寿 命 和 可 靠 性［１－２］。 航空发动机 某 部 位 用 轴 承 要 求 能 够 满 足 高 温、重 载、防潮湿、防盐雾、防霉菌等特殊工况需求，为了 满足主机使用要求，轴承设计时经多方案论证，套 圈材 料 采 用 ４０Ｃｒ１５Ｍｏ２ＶＮＡ钢 （Ｃｒｏｎｉｄｕｒ３０钢 的 国产化材 料 ）。 该 材 料 通 过 降 碳 增 氮，优 化 冶 炼、 锻造和热处 理 工 艺 等 措 施 控 制 组 织 结 构、晶 粒 度 以及碳化物分布等，允许使用温度高达 ３５０℃，在 高温下具有稳定的硬度、强度、良好的抗磨性和较 高的断裂韧性，在“三防”方面具有显著的耐腐蚀 特性。
１ 原材料检测
原材料复验 原 材 料 采 用 国 产 高 氮 不 锈 钢 （牌 号
４０Ｃｒ１５Ｍｏ２ＶＮＡ－Ｑ／ＧＹＢ９１２—２０１５），冶 炼 方 法 为非真空感应 ＋电渣重熔，棒料投料，入厂复验包 括：
冯小川，等：４０Ｃｒ１５Ｍｏ２ＶＮＡ钢轴承套圈锻造工艺改进
·２１·
１）化学成分检测。检测结果见表 １，满足技术
检测结论 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格
２）退 火 态 硬 度 检 测。 截 取 试 样 进 行 淬、回 火
处理后检测硬度，结果见表 ２，硬度满足技术协议
要求。
表 ２ 硬度检测结果 Ｔａｂ．２ Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｈａｒｄｎｅｓｓ
技术要求
实测值 头部 尾部
结论
退火硬度 ／ＨＢ
≤２５５
１９９ １９２
合格
淬、回火硬度 ／ＨＲＣ ≥材料性能参数检验结果见
表 ３。
表 ３ ４０Ｃｒ１５Ｍｏ２ＶＮＡ材料性能参数 Ｔａｂ．３ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｔｅｅｌ４０Ｃｒ１５Ｍｏ２ＶＮＡ
解析轴承套圈精锻工艺与模具设计
解析轴承套圈精锻工艺与模具设计摘要：随着我国经济的不断发展，加工制造业也取得了较快的发展，许多新型的技术不断的应用到工件加工中，轴承套圈是一种比较常见的机械工件，保障其生产的质量和效率是一项非常重要的内容。
文章主要对轴承套圈精锻工艺以及模具的设计进行探讨分析，以此来保障材料的利用率以及生产的效率，促进该行业健康快速的发展。
关键词：轴承套圈；精锻工艺；模具设计轴承是机械行业当中应用最为广泛的标准工件之一，所以对于轴承套圈成形工艺以及模具的设计进行探讨研究是非常重要的，其能够保障产品的质量，提升轴承套圈加工工艺的水平，对于提升轴承工件的质量，以及提高材料的利用率有着非常重要的意义，其能够最大限度的降低投入的成本，提供企业的效益。
1 轴承套圈工件加工中存在的问题在进行轴承套圈加工的时候，对于零件成形的精确度的要求是非常高的，另外，通常情况下是进行批量生产的，其在加工的过程中通常会出现比较多的情况。
使用传统的加工工艺，所采用的加工工序比较的繁杂，若是进行批量的生产，就会影响到其加工的效率，不利于其经济效益的提升。
在轴承套圈加工的过程中，对于零件加工的精确度有一定的要求，若是达不到相关规定的要求，就会造成不合格产品的出现。
所以在进行轴承套圈工件加工的过程中，应该根据该零件本身的特点，设计出科学合理的模具，这样就可以使工件在加工的过程中更加的方便、快捷，并且还能够很大程度上保障加工工件的精确性，提升工件加工的质量和效率，促进经济效益的有效提升。
轴承套圈工件的加工相对是一个比较复杂的加工过程，为了保障轴承套圈在生产加工过程中的稳定性，就需要采用精锻工艺对其进行加工，传统的加工工艺所需要的操作人员的数量是比较多的，相应的生产周期也比较长，这样很大程度上就会影响到工件加工的效率，并且在工件加工的过程中成本投入也比较高，这样就不利用工件批量化生产的过程，影响了企业的经济效益的提升，已经不能够适应当前时代发展的需求。
轴承套圈锻造工艺的优化
们 对 产 品 生 产 中 所 涉 及 的原 材 料 的利 用 程 度 十 分 有 限 ，利 用 率
过低 ， 最 终导 致 资 源 浪 费 ， 而 且 间接 地 增 加 了 企 业 的生 产 成 本 ， 降低 竞争 力 ， 减 少经 济 效 益 。
加工。
社 会 竞 争 目益 激 烈 ，人 们 在 讲 究质 量 的 同 时 也 开 始追 求 效
率， 但 是轴 承 套 圈锻 造 工 艺 在 生 产 上 明显 的效 率 低 下 ， 由于 轴承
套圈 生产 的结 构 烦 多 、 类 型 多样 ， 因 此 其规 模 化 生 产 受 到 了 一 定
摘 要 ： 工业 革命 的 进 行 使 得 工 业 生产 迅速 发展 ， 制造 业 也 有 了很 大 程 度 的进 步 。 随着 制 造业 的 发 展 ， 轴承 套 圈 在 实践 中 的应 用 也 越来 越 广泛 ， 给人 们 的生 活和 工作 带 来 了越 来越 多的 便 利。 但 是 随着 社 会 生 活 的 日益进 步 ， 我 们 发 现 轴承 套 圈锻 造 工 艺 的设 计 有 些 跟 不 上时 代 的 步伐 ， 在技术上稍显落后 ， 很 多 设 计 也 不 能 满 足 现 代 人 们 的 需求 ， 因此我们须要对轴承套圈锻造工艺进行优化 ， 以 满足 制 造 业 的 发展 和 需要 。
２－ ２ 生产 效 率 低 下
的生产技术 ， 这 样 才 能 促 进轴 承锻 造工 艺 技 术 的进 步。
１ 轴 承 套 圈锻 造 工 艺 概 述
１ ． １ 轴 承 套 圈锻 造 工 艺的 内容 轴承 套 圈是 具 有 一个 或 几 个 滚 道 的 向心 滚 动 轴 承 的环 形 承 套 圈 的一 系列 锻造 过 程 。 实 际操 作 中 ， 轴 承 套 圈生 产大 致 要 经 过 锻 造 、 热处理、 磨削等工序 ， 其 中 锻 造 采 用 的 是单 挤 、 碾扩 、 热锻等工序 ， 通 过 这 些工序 ， 最 终获 得一 个 与 产 品 形 状 比较 类 似 的 毛 坯 ， 进 而进 行深
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第8卷第2期安徽水利水电职业技术学院学报Vol.8No.2 2008年6月JOU RNA L OF AN H UI TECH NICA L COL LEGE OF WA TER RESOU RCES AN D H YDROELECT RIC POWER Jun.2008轴承套圈锻造工艺优化设计的研究
耿道森1, 刘承丽2
(1.安徽水利水电职业技术学院,安徽合肥 230601;2.黄山市丰乐水库工程管理处,安徽黄山 245900)
摘 要:重点阐述锻件结构及定额重量,通过对轴承套圈锻造工艺过程的优化设计,实现从锻件到模具的准确传递。
关键词:轴承套圈;锻造工艺;优化设计
中图分类号:TG316 文献标识码:A 文章编号:1671-6221(2008)02-0072-03
The reserch of optimized design on the process of forging of bearings rings
GENG Dao-sen1, LIU Chen-li2
(1.A nhui Technical Colleg e of Wa te r Resources and H ydroe lectric P ow er,Hefei230601,China;2.H uang shan City Eng i-neering A dministratio n Bureau o f Fengle Rese rvoir Huang shan 245900,China)
A bstract:The premise o f fixed quantity w eig ht and the structure of forging a re elabarated,how to a-chieve to deliver process accurately from forging piece to mo lding tool by optimized desig n on the pro cess of fo rging o f bearing s ring s is also introduced.
Key words:bearing s ring s;the process of fo rging;o ptimized desig n
随着轴承套圈锻造在生产实际中的广泛应用,其快捷高效的工作特点越来越明显,但在不断的实践中,也发现轴承套圈锻造过程设计与具体应用、工艺参数的确定、工装模具的设计与制作等方面,有待深入研究,并进行优化设计的必要。
1 轴承套圈锻造工艺必须遵循普遍的工艺设计原则
1.1 重量不变的工艺设计原则
重量不变的原则具体表现在锻造过程中就是“相等重量”,因此在工艺设计及生产过程中,要求一方面要有适当足够的重量参与变形和成形,要充分考虑火耗、锻件余量及尺寸公差的实际状况、合理配置重量等,更为关键的另一方面就是要求明确工艺过程中不同温度状态下对尺寸(体积)的影响(热变形系数),从而准确设计出不同状态下的工序(模具)尺寸,上述两个方面是轴承套圈锻造工艺设计的关键。
1.2 完全圆整锻造缺陷的工序设计原则
锻造工艺过程,总是由多个锻造工序和工步组合而成,在各个锻造工序中,始终存在着各种各样的锻造缺陷,这些缺陷如不能在锻造过程中得到充分完全的圆整,势必将复印到最终锻件成品中,从而形
收稿日期:2007-09-18;修回日期:2007-12-20
作者简介:耿道森(1973-),男,安徽怀远人,硕士,副教授,从事机械设计和液压传动技术教学与研究。
成毛刺、凹坑、圆角等各种不同形式的外观缺陷,影响锻件质量,因此要求在锻造工艺设计方面尽量实现较好的初始化毛坯条件,同时在一个锻造工艺设计中,必须具备较大的锻造变形量,以消除初始化毛坯存在的各种缺陷。
1.3 同比例变形的过程设计原则
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,因此在毛坯的逐步变形过程中,必须遵循各部位变化的比例相同,以消除各部位因剧烈的不成比例的变形而形成的毛刺、凹坑、圆角和夹皮等各种锻造缺陷,以及加工变形而存在的内部应力导致失圆变形,进而复印给下道车削、磨削工序,对轴承成品精度造成不良影响,这一点在轴承套圈工艺设计及具体调试生产的全过程中,必须引起足够的重视。
2 轴承套圈套锻造工艺本身的特殊性
以内外圈双扩孔的套锻工艺设计为例,一般要经过下料、加热、镦粗套切、涨孔压平、外圈扩孔、整径、内圈预成形、切底、内圈扩孔这9道工序,而套切工序是套锻的关键工序。
套切工序决定了内、外圈锻造的初始毛坯条件,决定了内外圈的配重、外圈的压平量及扩孔比。
对最终成形的锻件有着至关重要的作用。
(1)下料规格与镦粗比。
在严格遵循定额重量设计要求的前提下,要特别重视材料规格和下料长径比这一约束条件,从而实现镦粗料坯的最佳初始化尺寸,不致产生较大的镦粗鼓度,并顺利实现料坯在套切模腔中径处的准确稳定的定位操作,不致产生因定位不准而形成的斜切现象,以及因此产生的壁厚差、毛刺和圆角缺陷。
(2)压平量及扩孔比。
主要是①扩孔比越大,消除毛坯缺陷的能力越强,充分辗扩后形成的锻件内部组织致密,由于受到多重参数的制约,扩孔比不可能无限大的取值,反之扩孔比越小,消除毛坯缺陷的能力就越弱,对前道工序仿形要求越高,提高了对前道工序的质量要求,增加了消耗,因此扩孔比的取值不可能无限小,一般轴承套圈锻造规格、规范及生产实际经验要求扩孔比的取值范围在1.2～1.6较为合适。
②压平量的取值越大,涨孔压平后的毛坯表面形成的外观缺陷影响较大,要求适当大的扩孔比进行充分辗扩消除缺陷,压平量的取值越小,对涨孔压平后毛坯表面形成的外观缺陷影响较小,因此较小的扩孔比辗扩即能消除,但是比较小的压平量不足以消除套切形成的两端平面缺陷,也达不到涨孔的要求,所以压平量不能取得很小,一般根据轴承套圈锻造规范及实际生产经验要求,压平量的取值范围在15%～25%Cn之间(Cn为外圈锻件宽度包括半公差)。
③扩孔比和压平量的共同取值,既要分别符合上述要求,相互取值的分布应符合线性同比分布这一规律。
(3)扩孔比与生产节奏。
扩孔比的选取,直接决定扩孔机单件生产的单元时间,这一点在压力机与扩孔机联成的生产线中,对生产定额的影响至关重要,因此扩孔比的确定在满足文章前述要求的前提下,必须取最小值。
3 关键工序设计思路
(1)优化设计合理配重(套切工序内孔冲头直径的确定)。
=f(Δc、K、C n、E n、G)(1)其中,为套切冲头直径;Δc为外圈压平量;K为外圈扩孔比;C n为外圈锻件宽度;E n为外圈锻件基准孔径;G为内圈坯料重量。
式(1)是一个多元多次方程,各参数的取值存在下列约束条件是:①Δc取为(15%～25%)C n;②K
取为(1.2～1.6);③G取为(
C n+Δc);④取为E n 73
第2期 耿道森:轴承套圈锻造工艺优化设计的研究
通过上述运算可以确定的最终取值,从而确定压平量扩孔比锻造工艺参数。
(2)可靠定位,准确配重(套切工序凹模中径的确定)。
D=ΔTG01/6.165×106×C t(2)其中,D为套切凹模中径;G01为外圈锻件重量;C t为套切高度。
由公式(2)可确定D值。
在可靠设计的前提下,实现准确配重的关键在于依据现场操作工的调试实现,在调试中必须注意C d(镦粗料饼的高度)、C t(外圈套切高度)、C′t(内圈坯料高度3个高度)。
由于料段镦粗存在膨胀系数以及冲切过程中初始压平量的存在,因此定性地分析,三者之间存在C d>C t,C d>C′t,C t≈C′t的关系,实现3个高度的定量准确应满足以下两个约束条件:①料坯在套切凹模中适当的定位稳定;②复核(C′t内坯)内圈毛坯料的重量。
(3)实现同比例变化(套切工序凹模角度的确定)。
a n
a t
=a k(3)
b n
b t
=b k(4)其中,a n为外圈锻件基准面壁厚;b n为外圈锻件非基准面壁厚;a t为外圈套切工步大面壁厚;b t为外圈套切工步小面壁厚;a k为基准面扩孔前后变形系数;b k为非基准面扩孔前后变形系数。
依据同比例变形的原则要求:
a k
b k
=1(5)
α= (a n、b n、D、、G)=arctg (a n-b n)×(D- )
(a n+b n)×C t
(6)
确定同比例变形条件下的ê值。
4 结束语
轴承套锻工艺的设计关键在于套切工序的设计,而套切工序参数的制订受到G、、C t、Δc、K、D、α多重参数的多重约束,在遵循一般锻造工艺参数设计原则的前提下,充分重视套锻工艺设计优化特殊性的同时,结合实际调试生产以及模具设计制作的具体特点,综合兼顾产品质量与生产效率,充分实现理论与实际、质量与效益的有效结合,科学准确有效地传递锻件到模具的过程,将能极大地发挥轴承套圈锻造工艺本身潜在的先进性,并将在生产实践中不断得到优化。
[参 考 文 献]
[1] 谢 懿.实用锻压技术手册[M].北京:机械工业出版社,2003.
[2] 卜 炎.实用轴承技术手册[M].北京:机械工业出版社,2004.
[3] 曹秀中,顾 立.轴承套圈锻造工艺优化设计[J].轴承,2006(3):16-18.
(责任编辑 陈化钢) 74 安徽水利水电职业技术学院学报 第8卷。