CN101537471A - 一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法 - Google Patents

Abstract

一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法，采用改变锻压模具和未成型轴承内圈坯料的结构设计以实现锻造时轴承内圈金属变形区域的双向成型工作过程。将带有圆锥凸台的下顶杆(3)安装在凹模(2)的下部，将凹模固定在冲头(1)的下方，未成型轴承内圈坯料(5)的圆锥凸台向上正对冲头，锻压时轴承内圈坯料金属的各部分都参与变形，即轴承内圈坯料的上、下部分同时成为金属变形区域，实现所述的双向成型，锻造成合格的成型轴承内圈坯料(4)，彻底消除金属变形死区并充满整个凹模型腔，克服了圆锥轴承内圈在锻造时金属的变形不均不能充满模腔形成的大圆角，减少了废品率，使用效果良好。

Description

一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法

技术领域

本发明属于轴承内圈锻造技术领域，尤其是一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法。

背景技术

圆锥轴承内圈锻造通常采用压力机挤压成型工艺，轴承行业教材编审委员会编写的《轴承锻工工艺学》中给出了具体的模具结构，这种现有轴承内圈锻造成型示意图见说明书附图1、2。

从说明书附图1、2和实际生产中体会到：

1、冲头、下顶杆的结构设计存在缺陷，致使锻造时有效接触面积减少，导致轴承内圈金属变形死区过大；

2、圆锥轴承内圈形状复杂，锻造成型时，毛坯上端面仅有部分金属参与变形，金属变形仅发生在与冲头接触的部分，冲头随滑块下行时，未变形区金属一方面受变形区金属向下的牵制作用向下作刚性移动，另一方面由于凹模B处支撑作用，其结果是在A处形成大的内圆角。同理，在下顶杆与凹模交界处C处形成大外圆角。圆角过大，超出工艺设计要求，后续加工仍不能消除，造成工件废品。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法，该方法采用改变模具结构、实现双向成型的设计方式，以达到工艺要求，减少废品率。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述的一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法，其改进方法采用改变锻压模具和未成型轴承内圈坯料的结构设计以实现锻造时轴承内圈金属变形区域的双向成型工作过程，其中：

I、改变模具的结构设计

改变模具的结构设计主要是改变冲头和下顶杆的结构设计，对于冲头：冲头端部的有效锻压轴长度＝成型轴承内圈坯料内孔锻造时的实际深度，冲头挤压轴除外的有效锻压圆端面外径≤成型轴承内圈坯料外径，或是≤凹模内经，所述的冲头有效锻压圆端面外径的宽度≤凹模上部凹台的深度；对于下顶杆：在下顶杆与成型轴承内圈坯料的接触面设计有圆锥凸台，该圆锥凸台的最大外径≤成型轴承内圈坯料外径；

II、未成型轴承内圈坯料的结构设计

未成型轴承内圈的锻造坯料在冲头锻压时的接触面设计有圆锥凸台，该圆锥凸台的最小外径＞冲头端部有效锻压轴直径。

所述的一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法，其实现锻造时轴承内圈金属变形区域的双向成型工作过程是将带有圆锥凸台的下顶杆安装在凹模的下部，将凹模固定在冲头的下方，将带有圆锥凸台的未成型轴承内圈坯料放入凹模内，其中未成型轴承内圈坯料的圆锥凸台向上正对冲头，冲头向下锻压过程中，未成型轴承内圈坯料的圆锥凸台增大了其上部变形空间，同时冲头的有效锻压圆端面又对未成型轴承内圈坯料施加向下压力，而下顶杆上部的圆锥凸台又使未成型轴承内圈坯料的底部形成金属变形空间，促成未成型轴承内圈坯料的上、下部分同时成为金属变形区域，即所述的双向成型，金属变形充满凹模型腔，锻造成合格的成型轴承内圈坯料，然后冲头向上抬起，下顶杆将成型轴承内圈坯料顶出凹模，一个锻压成型过程完成。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明的改进方法虽然简单，但效果明显，尤其是模具采用冲头和顶杆双向成型的锻造模具结构，同时在冲头上部增加一台阶，在金属变形的后期，使金属的各部分都参与变形，消除了金属变形死区，金属易于充满整个凹模型腔，克服了圆锥轴承内圈在锻造时金属的变形不均不能充满模腔形成的大圆角，减少了废品率。

附图说明

图1是现有轴承内圈锻造成型初始状态结构示意图；

图2是现有轴承内圈锻造成型末了状态结构示意图；

图3是本发明初始状态结构示意图；

图4是本发明末了状态结构示意图。

上述图中：1-冲头；2-凹模；3-下顶杆；4-成型轴承内圈坏料；5-未成型轴承内圈坯料。

具体实施方式

结合图3、4，本发明的一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法，其改进方法采用改变锻压模具和未成型轴承内圈的结构设计，实现锻造时轴承内圈金属变形区域的双向成型。

实现本发明的改进方法如下：

一、改变模具的结构设计

改变模具的结构设计主要是改变冲头1和下顶杆3的结构设计，对于冲头1∶冲头1端部的有效锻压轴长度＝成型轴承内圈坯料4内孔锻造时的实际深度，冲头1挤压轴除外的有效锻压圆端面外径≤成型轴承内圈坯料4外径，或是≤凹模2内经，所述的冲头1有效锻压圆端面外径的宽度≤凹模2上部凹台的深度；对于下顶杆3：在下顶杆3与成型轴承内圈坯料4的接触面设计有圆锥凸台，该圆锥凸台的最大外径≤成型轴承内圈坯料4外径。

二、未成型轴承内圈坯料5的结构设计

未成型轴承内圈的锻造坯料在冲头锻压时的接触面设计有圆锥凸台，该圆锥凸台的最小外径＞冲头1端部有效锻压轴直径。

本发明的改进方法在采取上述结构设计后，其实现锻造时轴承内圈金属变形区域双向成型的工作过程如下：

将带有圆锥凸台的下顶杆3安装在凹模2的下部，将凹模2固定在冲头1的下方，将带有圆锥凸台的未成型轴承内圈坯料5放入凹模2内，其中未成型轴承内圈坯料5的圆锥凸台向上正对冲头1，冲头1向下锻压过程中，未成型轴承内圈坯料5的圆锥凸台增大了其上部变形空间，同时冲头1的有效锻压圆端面又对未成型轴承内圈坯料5施加向下压力，而下顶杆3上部的圆锥凸台又使未成型轴承内圈坯料5的底部形成金属变形空间，促成未成型轴承内圈坯料5的上、下部分同时成为金属变形区域，即所述的双向成型，金属变形充满凹模2型腔，锻造成合格的成型轴承内圈坯料4，然后冲头1向上抬起，下顶杆3将成型轴承内圈坯料4顶出凹模2，一个锻压成型过程完成。

本发明将冲头1和顶杆3的结构设计改变后能实现未成型轴承内圈坯料5锻造时金属变形双向成型，尤其是在金属变形的后期，使未成型轴承内圈坏料5金属的各部分都参与变形，彻底消除金属变形死区并充满整个凹模2型腔，克服了未成型轴承内圈坯料5在锻造时金属的变形不均不能充满凹模2型腔形成的大圆角，减少了成型轴承内圈坯料4废品率，使用效果良好。

本发明的改进方法不但适用圆锥轴承内圈的锻造生产，更适用任何轴承内圈的锻造生产。

Claims (2)

1、一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法，其特征在于：其改进方法采用改变锻压模具和未成型轴承内圈坯料的结构设计以实现锻造时轴承内圈金属变形区域的双向成型工作过程，其中：

I、改变模具的结构设计

改变模具的结构设计主要是改变冲头(1)和下顶杆(3)的结构设计，对于冲头(1)：冲头(1)端部的有效锻压轴长度＝成型轴承内圈坯料(4)内孔锻造时的实际深度，冲头(1)挤压轴除外的有效锻压圆端面外径≤成型轴承内圈坯料(4)外径，或是≤凹模(2)内经，所述的冲头(1)有效锻压圆端面外径的宽度≤凹模(2)上部凹台的深度；对于下顶杆(3)：在下顶杆(3)与成型轴承内圈坯料(4)的接触面设计有圆锥凸台，该圆锥凸台的最大外径≤成型轴承内圈坯料(4)外径；

II、未成型轴承内圈坯料(5)的结构设计

末成型轴承内圈的锻造坯料在冲头锻压时的接触面设计有圆锥凸台，该圆锥凸台的最小外径＞冲头(1)端部有效锻压轴直径。

2、根据权利要求1所述的一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法，其特征在于：其实现锻造时轴承内圈金属变形区域的双向成型工作过程是将带有圆锥凸台的下顶杆(3)安装在凹模(2)的下部，将凹模(2)固定在冲头(1)的下方，将带有圆锥凸台的未成型轴承内圈坯料(5)放入凹模(2)内，其中未成型轴承内圈坯料(5)的圆锥凸台向上正对冲头(1)，冲头(1)向下锻压过程中，未成型轴承内圈坯料(5)的圆锥凸台增大了其上部变形空间，同时冲头(1)的有效锻压圆端面又对未成型轴承内圈坯料(5)施加向下压力，而下顶杆(3)上部的圆锥凸台又使末成型轴承内圈坯料(5)的底部形成金属变形空间，促成未成型轴承内圈坯料(5)的上、下部分同时成为金属变形区域，即所述的双向成型，金属变形充满凹模(2)型腔，锻造成合格的成型轴承内圈坯料(4)，然后冲(1)头向上抬起，下顶杆(3)将成型轴承内圈坯料(4)顶出凹模(2)，一个锻压成型过程完成。

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