CN100493764C - 大规格滚子温锻工艺 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为大规格滚子温锻工艺。属于滚子轴承中滚子的加工工艺技术领域。主要是解决现有大规格滚子一般采用车制工艺而存在生产效率低、滚子机械性能差、工艺稳定性不理想和材料利用率低的问题。本发明的主要特征是包括以下工艺步骤：将软磨棒料冷剪切成料段，并清除毛刺；加热至120～180℃后浸涂石墨润滑剂；放入中频感应加热设备加热至金属临界点以下的温锻温度；将料段放入下模腔内，通过上模腔下压，使热料段完成滚子的塑性变形；顶出复位机构将成形后的毛坯滚子顶出下模腔；将毛坯滚子上的工艺环带切除。本发明具有生产效率高、耐疲劳性、抗冲击性能好、工艺适应性强和适用于大批量生产的特点，主要用于大规格滚子的制造。

Description

大规格滚子温锻工艺

技术领域

本发明属于滚子轴承中滚子的加工工艺技术领域，具体涉及大规格滚子温锻成型工艺。

背景技术

在轴承行业，小规格滚子(含滚针)普遍采用Z32系列冷镦机进行冷成形技术生产，受设备负荷限制，最大加工规格约为Φ24mm，超过此规格的大规格滚子一般采用车制工艺。车制工艺存在如下不足：

1、生产效率低：以车加工工艺为例，班产为850件，一台车床24小时连续生产也只能达到2000粒；

2、滚子机械性能差：车加工没有改变原材料的内在品质，车制时会在滚子表面形成许多刀花，因此，滚子的抗冲击性能、耐疲劳寿命等不能从根本上得到保证和改善，直接影响轴承的使用寿命；

3、工艺稳定性不理想：由于车制工艺流程长，刀具品种多，如果有一把刀具失效，就会产生废品或停机调整。另外，车工多使用白钢刀，对原材料直线性、尺寸散差、硬度等均有严格要求，稍有不适就无法投料；

4、材料利用率低：车工工艺要求原材料规格必须大于滚子的最大直径，按照产品结构和尺寸，车去多余的材料，才能加工出合格的滚子。因此，大量昂贵的原材料变成了铁屑，材料利用率很低。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种利用国产小吨位普通冲压设备，大批量、高效、低成本、可靠地生产优质大规格滚子的温锻工艺。

本发明的技术解决方案是：一种直径大于Φ24mm的大规格滚子温锻工艺，其特征是包括以下工艺步骤：

(1)、将合适规格的软磨棒料冷剪切成料段，并清除毛刺；

(2)、将上述料段加热至120～180℃后浸涂石墨润滑剂；

(3)、将上述浸涂石墨润滑剂后的料段放入中频感应加热设备加热至软磨棒料金属临界点以下的温锻温度；

(4)、将上述具有温锻温度的料段放入下模腔内，通过小吨位冲床设备带动上模腔下压，使下模腔内的热料段完成滚子的塑性变形；

(5)、在小吨位冲床设备带动上模腔向上运动的同时，顶出复位机构将成形后的毛坯滚子顶出下模腔；

(6)、将毛坯滚子上的工艺环带切除。

本发明对于GCr15钢滚子的技术解决方案是：一种直径大于Φ24mm的大规格滚子温锻工艺，其特征是包括以下工艺步骤：

(1)、将合适规格的GCr15钢软磨棒料冷剪切成料段，并清除毛刺；

(2)、将上述料段加热至120～180℃后浸涂石墨润滑剂；

(3)、将上述浸涂石墨润滑剂后的料段放入中频感应加热设备加热至GCr15钢金属临界点以下的温锻温度600～700℃；

(4)、将上述具有温锻温度的料段放入下模腔内，通过J23-100T冲床带动上模腔下压，使下模腔内的热料段完成滚子的塑性变形；

(5)、在J23-100T冲床带动上模腔向上运动的同时，顶出复位机构将成形后的滚子顶出下模腔；

(6)、将少许模压形成的工艺环带切除。

大规格滚子温锻工艺技术全面融合了温锻少无切削的先进技术和热模锻高效、灵活的技术装备原理，为本发明提供了成熟可靠的技术支持。基于此原理，本发明以J23-100T冲床为主机，配以160KW中频感应加热设备，采用自主研制的独特的温锻模具和顶出机构，实现了大规格滚子半自动化作业。众所周知，温锻工艺是在金属的临界点温度以下进行的，材料基本无氧化，尺寸易控制。同时石墨润滑可使滚子毛坯外观光洁，易于后工序加工；温锻避免了金属切削加工，对原材料进行了较大程度的塑性变形，可以彻底改善原材料的内在综合机械性能，提高滚子的抗疲劳性、抗冲击性能等，可从根本上优化滚子的内在品质，同时节约了大量的原材料；J23-100T冲床简单的结构和高的行程次数，为安全、高效生产提供了前提。

同车制工艺相比，本发明达到如下显著效果：

1、生产效率高：以31318滚子温锻为例，采用温锻工艺，班产可达到4000粒以上，双班制一条线月产量可达20万多粒，是车制工效的4.7倍。

2、温锻前，采用水基石墨润滑毛坯和模具，因此温锻滚子表面光洁无疤痕；成型时，对原材料进行了较大程度的塑性变形，彻底改善了原材料的内在综合机械性能，提高了滚子的耐疲劳性、抗冲击性能等，从根本上改善滚子的内在品质。

3、本发明对原材料状况不敏感，工艺适应性强。由于产品精度完全由模具控制，加上中频加热快速稳定的特点，对原材料的直线性、尺寸散差、硬度等无特殊要求，因此本发明的工艺特别适用于大批量生产。

4、本发明属少无切削工艺，可大幅度提高材料利用率。以31318滚子为例：单件成品滚子115克，投料消耗定额为168克，材料利用率仅为68.5％，采用本发明后，单件消耗为125克，单粒投料节约43克。材料利用率达到92％，提高23.5个百分点。

本发明主要用于大规格滚子的制造。

附图说明

图1是本发明模具结构示意图。

具体实施方式

本发明的温锻工艺包括以下工艺步骤：

(1)、将合适规格的软磨棒料冷剪切成料段，并清除毛刺；

(2)、将上述料段加热至120～180℃后浸涂石墨润滑剂；

(3)、将上述浸涂石墨润滑剂后的料段放入中频感应加热设备加热至软磨棒料金属临界点以下的温锻温度；

(4)、将上述具有温锻温度的料段放入下模腔内，通过小吨位冲床设备带动上模腔下压，使下模腔内的热料段完成滚子的塑性变形；

(5)、在小吨位冲床设备带动上模腔向上运动的同时，顶出复位机构将成形后的滚子顶出下模腔；

(6)、将少许模压形成的工艺环带切除。

图1为大规格滚子温锻工艺模具结构示意图，分成形和顶出复位两大部分。当冲床在上死点时，将涂敷过石墨润滑剂的料段加热到金属临界点以下某个温度(GCr15钢为650±50℃)，放入下模腔8内，上模腔6在滑块的带动下向下运动，对刚放入下模腔8内的热料段进行压力加工。当滑块运动到下死点时，将少许多余的金属挤入分模面14形成工艺环带，同时完成滚子的塑性变形过程；当滑块向上运动到某一定距离时，顶出复位机构开始工作，将成形好的产品顶出下模腔8以便顺利取出，同时装在机床上部的接近开关发出复位指令，汽缸12回抽，冲头9和顶杆11在重力作用下回复到最低位置，为下一个料段的放入和定位做好了准备。

上模腔6由紧固螺套5旋入接头座3内，并设有四个可供微调的锲形镶块4，在导柱1和导套2精确导向的同时，实现上下模腔的同轴。为提高模腔的使用寿命和产品的尺寸稳定，下模腔8和预应力圈7组成预应力组合结构。

顶出复位机构由拉杆10、顶杆11、汽缸12和横梁13组成，主要功能是完成冲头9的顶出和复位。便于实现连续自动生产。

Claims (2)

1、一种直径大于Φ24mm的大规格滚子温锻工艺，其特征是包括以下工艺步骤：

(1)、将合适规格的软磨棒料冷剪切成料段，并清除毛刺；

(2)、将上述料段加热至120～180℃后浸涂石墨润滑剂；

(3)、将上述浸涂石墨润滑剂后的料段放入中频感应加热设备加热至软磨棒料金属临界点以下的温锻温度；

(4)、将上述具有温锻温度的料段放入下模腔内，通过小吨位冲床设备带动上模腔下压，使下模腔内的热料段完成滚子的塑性变形；

(5)、在小吨位冲床设备带动上模腔向上运动的同时，顶出复位机构将成形后的滚子顶出下模腔；

(6)、将少许模压形成的工艺环带切除。

2、根据权利要求1所述的一种直径大于Φ24mm的大规格滚子温锻工艺，其特征是包括以下工艺步骤：

(1)、将合适规格的GCr15钢软磨棒料冷剪切成料段，并清除毛刺；

(2)、将上述料段加热至120～180℃后浸涂石墨润滑剂；

(3)、将上述浸涂石墨润滑剂后的料段放入中频感应加热设备加热至GCr15钢金属临界点以下的温锻温度600～700℃；

(4)、将上述具有温锻温度的料段放入下模腔内，通过J23-100T冲床带动上模腔下压，使下模腔内的热料段完成滚子的塑性变形；

(5)、在J23-100T冲床带动上模腔向上运动的同时，顶出复位机构将成形后的滚子顶出下模腔；

(6)、将少许模压形成的工艺环带切除。

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