CN104117822A - 一种精密冷辗环成型工艺 - Google Patents

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张和平
汪雷
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

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Abstract

本发明公开了一种精密冷辗环成型工艺，该工艺包括以下步骤：1)锻造环件；2)切削；3)热辗环；4)球化退火；5)修整形状；6)冷辗成型。本发明的有益效果是，加工效率高、材料省、成本低，以及性能稳定的优点。

Description

一种精密冷辗环成型工艺
技术领域
本发明涉及环形件加工技术领域，特别是一种精密冷辗环成型工艺。
背景技术
目前冷辗环加工工艺为：钢材圆钢经加热后墩粗、反挤、切底并平高、扩孔然后车加工成形。这种传统的加工方法具有以下不足之处：
1)材料利用率低：由于环件高度较大，通常在140mm以上，形状较复杂，壁厚变化悬殊，壁厚最大处20mm左右，而最薄处仅7mm，在热扩孔时为保证成形，不得不增大留量，导致材料利用率很低，通常不超过55％；
2)加工较为困难：由于锻造留量较大，需要多次走刀才能完成一个工作面的加工，生产效率较低；
3)切削过程切断了金属纤维，使工件的机械性能受到影响，导致轴承环件抗疲劳强度降低，影响到整套轴承的寿命。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种精密冷辗环成型工艺。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种精密冷辗环成型工艺，该工艺包括以下步骤：
1)锻造环件：选取轴承钢，并将该轴承钢在1000OC-1200OC的环境下锻造成环形坯件；
2)切削：将所述步骤1)制成的环形坯件冷却至室温，再对冷却后的环形坯件的表面进行切削，去除环形坯件表面的凸起部分，保证环形坯件表面的平整度；
3)热辗环：对所述步骤2)中切削过的环形坯件在1200OC-1300OC的温度下进行辗环制成半成品环件；
4)球化退火：将所述步骤3)制成的半成品环件进行球化退火，退火后半成品环件的温度保持在300OC-480OC之间，使得半成品环件获得较低的硬度以便于实施冷辗；
5)修整形状：对经所述步骤4)球化退火后的半成品环件进行车削加工，去除氧化皮、脱碳层以及表面的部分隆起，修整形状后的半成品环件重量相互差介于1.4％-1.7％之间；
6)冷辗成型：在常温下对所述步骤5)修整好形状的半成品环件进行整体辗环，使得半成品环件口径扩大，壁厚减薄，内锥面的斜度、倒角、油沟等形状在辗环过程中逐步成形，直到半成品环件尺寸达到要求辗环过程形成成品环件后终止，冷辗成型的成品环件需符合以下要求：
a.d/d1＝k1  k2＝1.40～1.48
b.H＝H1-(0.8～1.5)
c.β1＝6°～7°
d：成品环件内径          d1：修整形状后环件内径
k2：精辗的辗扩比         H：成品环件高度（单位mm）
H1：修整形状后环件高度（单位mm）   β1：精辗后环件脱模角。
所述步骤4)中球化退火后半成品环件的硬度范围为HRB82～86。
所述步骤5)中修整形状后半成品环件壁厚差小于0.15mm，残余脱碳层厚度小于0.18mm。
所述步骤2)中环形披肩冷却至室温的时间为23-27小时。
本技术方案的特点是采用热辗和冷辗两步成形，合理分配每一工序的变形比率，并辅助进行形状修整，从而实现了复杂截面环件的精密冷辗环成形。
利用本发明的技术方案制作的精密冷辗环成型工艺，采用热辗和冷辗两步成形，并辅助进行形状修整，从而实现了复杂截面环件的精密冷辗环成形，所用锻造毛坯形状简单，口径小，容易制备，有利于提高精度；本发明还具有加工效率高、材料省、成本低，以及性能稳定的优点。
附图说明
图1是本发明所述精密冷辗环成型工艺的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
选取轴承钢，并将该轴承钢在1100OC的环境下锻造成环形坯件；将所述环形坯件冷却至室温，再对冷却后的环形坯件的表面进行切削，去除环形坯件表面的凸起部分，保证环形坯件表面的平整度；对切削过的环形坯件在1200OC的温度下进行热辗环制成半成品环件；将制成的半成品环件进行球化退火，退火后半成品环件的温度保持在400OC，使得半成品环件获得合适的硬度以便于实施冷辗；对球化退火后的半成品环件进行车削加工，去除其表面的氧化皮、脱碳层以及其表面的部分隆起，修整形状后的半成品环件重量相互差介于1.4％-1.7％之间；在常温下对修整好形状的半成品环件进行整体辗环，使得半成品环件口径扩大，壁厚减薄，内锥面的斜度、倒角、油沟等形状在辗环过程中逐步成形，直到半成品环件尺寸达到要求辗环过程形成成品环件后终止。
实施例2
选取轴承钢，并将该轴承钢在1200OC的环境下锻造成环形坯件；将所述环形坯件冷却至室温，再对冷却后的环形坯件的表面进行切削，去除环形坯件表面的凸起部分，保证环形坯件表面的平整度；对切削过的环形坯件在1280OC的温度下进行热辗环制成半成品环件；将制成的半成品环件进行球化退火，退火后半成品环件的温度保持在480OC，其余工序以及工序的参数都与实施例1一致。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种精密冷辗环成型工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
1)锻造环件：选取轴承钢，并将该轴承钢在1000OC-1200OC的环境下锻造成环形坯件；
2)切削：将所述步骤1)制成的环形坯件冷却至室温，再对冷却后的环形坯件的表面进行切削，去除环形坯件表面的凸起部分，保证环形坯件表面的平整度；
3)热辗环：对所述步骤2)中切削过的环形坯件在1200OC-1300OC的温度下进行辗环制成半成品环件；
4)球化退火：将所述步骤3)制成的半成品环件进行球化退火，退火后半成品环件的温度保持在300OC-480OC之间，使得半成品环件获得较低的硬度以便于实施冷辗；
5)修整形状：对经所述步骤4)球化退火后的半成品环件进行车削加工，去除氧化皮、脱碳层以及表面的部分隆起，修整形状后的半成品环件重量相互差介于1.4％-1.7％之间；
6)冷辗成型：在常温下对所述步骤5)修整好形状的半成品环件进行整体辗环，使得半成品环件口径扩大，壁厚减薄，内锥面的斜度、倒角、油沟等形状在辗环过程中逐步成形，直到半成品环件尺寸达到要求辗环过程形成成品环件后终止，冷辗成型的成品环件需符合以下要求：
a.d/d1＝k1  k2＝1.40～1.48
b.H＝H1-(0.8～1.5)
c.β1＝6°～7°
d：成品环件内径          d1：修整形状后环件内径
k2：精辗的辗扩比         H：成品环件高度（单位mm）
H1：修整形状后环件高度（单位mm）   β1：精辗后环件脱模角。
2.根据权利要求1所述的精密冷辗环成型工艺，其特征在于，所述步骤4)中球化退火后半成品环件的硬度范围为HRB82～86。
3.根据权利要求1所述的精密冷辗环成型工艺，其特征在于，所述步骤5)中修整形状后半成品环件壁厚差小于0.15mm，残余脱碳层厚度小于0.18mm。
4.根据权利要求1所述的精密冷辗环成型工艺，其特征在于，所述步骤2)中环形坯件冷却至室温的时间为23-27小时。
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