CN110625056A - 一种特大型轴承铁保持架近净成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特大型轴承铁保持架近净成型方法，包括如下步骤：S1、环件预碾成为矩形环件，芯辊成型模具穿过环件内孔，并完成定位；S2、芯辊成型模具带动环件逐步与主辊成型模具贴合并建立碾环轧制系统；S3、环件进入主辊成型模具型腔，上下端面通过两侧挡边进行约束，芯辊成型模具挤压环件逐渐与主辊成型模具贴合；S4、环件在主辊成型模具和芯辊成型模具的挤压作用下，壁厚逐渐减薄，内外径逐渐长大，并最终碾环成型；本发明，通过采用近净成型的思想，将保持架锻件形状轮廓设计为与成品轮廓相近似，实现产品整体加工余量均匀，材料节约最大化，同时余量的降低减小了后续的车加工量，降低了机加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及风电设备技术领域，具体为一种特大型轴承铁保持架近净成型方法。
背景技术
近年来随着风电技术的发展，大功率的风机主轴轴承逐步得到开发应用，保持架作为轴承的主要组成零件，在轴承运行过程中起到引导滚动体在滚道上运行的重要作用，其性能对轴承使用寿命尤其重要。目前国内外对于特大型铁保持架的锻件基本采用矩形锻件碾环成型工艺，该成型方法主要有3个缺点：第一，材料利用率过低,只有10%左右，造成了极大地原材料浪费；第二，车加工量大，车加工工时过高且车加工成本高；第三，矩形锻件车加工过程破坏了锻件的锻造流线，影响了成品的力学性能。
因此需要采用一种特大型轴承铁保持架近净成型方法来解决现有材料利用率低、加工成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特大型轴承铁保持架近净成型方法，通过采用近净成型的思想，将保持架锻件形状轮廓设计为与成品轮廓相近似，实现产品整体加工余量均匀，材料节约最大化，同时余量的降低减小了后续的车加工量，降低了机加工成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种特大型轴承铁保持架近净成型方法，包括如下步骤：
S1、环件预碾成为矩形环件，芯辊成型模具穿过环件内孔，并完成定位；
S2、芯辊成型模具带动环件逐步与主辊成型模具贴合并建立碾环轧制系统；
S3、环件进入主辊成型模具型腔，上下端面通过两侧挡边进行约束，芯辊成型模具挤压环件逐渐与主辊成型模具贴合；
S4、环件在主辊成型模具和芯辊成型模具的挤压作用下，壁厚逐渐减薄，内外径逐渐长大，并最终碾环成型。
作为本发明进一步的方案：所述S1步骤中芯辊成型模具包括卧式碾环机芯辊、芯辊模具、定位卡环、定位上垫环和定位下垫环，所述芯辊模具套接在卧式碾环机芯辊外侧，且所述卧式碾环机芯辊位于上端头和下端头分别套接有定位上垫环和定位下垫环，所述芯辊模具位于定位上垫环和定位下垫环之间位置处，所述定位卡环位于定位上垫环上方且套接在卧式碾环机芯辊上端头上，所述芯辊模具成型外轮廓与环件内轮廓为配合插接结构。
作为本发明进一步的方案：所述S2步骤中主辊成型模具包括卧式碾环机主轴和主辊模具，所述主辊模具套接在卧式碾环机主轴外侧，所述主辊模具成型外轮廓挡边与环件两端面间隙为3-7mm，所述主辊模具成型外轮廓挡边的导向角斜度为3-5°，所述主辊模具成型外轮廓与环件外轮廓为配合插接结构。
本发明的有益效果：通过如下成型步骤：S1、环件预碾成为矩形环件，芯辊成型模具穿过环件内孔，并完成定位；S2、芯辊成型模具带动环件逐步与主辊成型模具贴合并建立碾环轧制系统；S3、环件进入主辊成型模具型腔，上下端面通过两侧挡边进行约束，芯辊成型模具挤压环件逐渐与主辊成型模具贴合；S4、环件在主辊成型模具和芯辊成型模具的挤压作用下，壁厚逐渐减薄，内外径逐渐长大，并最终碾环成型，其中，由于芯辊模具成型外轮廓与环件内轮廓为配合插接结构，完成环件的定位，同时主辊模具成型外轮廓挡边与环件两端面间隙为3-7mm，对环件高度偏差、模具轴向配合偏差有包容作用，主辊模具成型外轮廓挡边的导向角斜度为3-5°，有利于环件顺利进入成型型腔，对碾环过程中的环件起到一定的约束作用，保证环件整体的形位公差，主辊模具成型外轮廓与环件外轮廓为配合插接结构，有利于挤压成型，该结构及方法，通过采用近净成型的思想，将保持架锻件形状轮廓设计为与成品轮廓相近似，实现产品整体加工余量均匀，材料节约最大化，同时余量的降低减小了后续的车加工量，降低了机加工成本，近净成型过程中，通过模具大变形量的碾压作用，材料内部组织得到充分细化，环坯逐渐碾扩成与最终成品轮廓近似的仿形环锻件。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明整体结构内部示意图；
图2为本发明整体结构内部示意图；
图3为本发明主辊成型模具结构示意图；
图4为本发明芯辊成型模具结构示意图；
图5为本发明整体部分结构内部示意图；
图中：1、卧式碾环机主轴；2、主辊模具；3、卧式碾环机芯辊；4、芯辊模具；5、定位卡环；6、定位上垫环；7、定位下垫环；8、环件。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示，一种特大型轴承铁保持架近净成型方法，包括如下步骤：
S1、环件8预碾成为矩形环件，芯辊成型模具穿过环件8内孔，并完成定位；
其中，芯辊成型模具包括卧式碾环机芯辊3、芯辊模具4、定位卡环5、定位上垫环6和定位下垫环7，芯辊模具4套接在卧式碾环机芯辊3外侧，且卧式碾环机芯辊3位于上端头和下端头分别套接有定位上垫环6和定位下垫环7，芯辊模具4位于定位上垫环6和定位下垫环7之间位置处，定位卡环5位于定位上垫环6上方且套接在卧式碾环机芯辊3上端头上，芯辊模具4成型外轮廓与环件8内轮廓为配合插接结构；
S2、芯辊成型模具带动环件8逐步与主辊成型模具贴合并建立碾环轧制系统；
其中，主辊成型模具包括卧式碾环机主轴1和主辊模具2，主辊模具2套接在卧式碾环机主轴1外侧，主辊模具2成型外轮廓挡边与环件两端面间隙为3-7mm，对环件8高度偏差、模具轴向配合偏差有包容作用，主辊模具2成型外轮廓挡边的导向角斜度为3-5°，有利于环件8顺利进入成型型腔，对碾环过程中的环件8起到一定的约束作用，保证环件8整体的形位公差，主辊模具2成型外轮廓与环件8外轮廓为配合插接结构；
S3、环件8进入主辊成型模具型腔，上下端面通过两侧挡边进行约束，芯辊成型模具挤压环件8逐渐与主辊成型模具贴合；
S4、环件8在主辊成型模具和芯辊成型模具的挤压作用下，壁厚逐渐减薄，内外径逐渐长大，并最终碾环成型；
环锻件最大壁厚差小于最大壁厚30%，且通过对环锻件壁厚中心线的长度来设定环件8的总高度。
本发明的工作原理：通过如下成型步骤：S1、环件8预碾成为矩形环件，芯辊成型模具穿过环件8内孔，并完成定位；S2、芯辊成型模具带动环件8逐步与主辊成型模具贴合并建立碾环轧制系统；S3、环件8进入主辊成型模具型腔，上下端面通过两侧挡边进行约束，芯辊成型模具挤压环件8逐渐与主辊成型模具贴合；S4、环件8在主辊成型模具和芯辊成型模具的挤压作用下，壁厚逐渐减薄，内外径逐渐长大，并最终碾环成型，其中，由于芯辊模具4成型外轮廓与环件8内轮廓为配合插接结构，完成环件8的定位，同时主辊模具2成型外轮廓挡边与环件两端面间隙为3-7mm，对环件8高度偏差、模具轴向配合偏差有包容作用，主辊模具2成型外轮廓挡边的导向角斜度为3-5°，有利于环件8顺利进入成型型腔，对碾环过程中的环件8起到一定的约束作用，保证环件8整体的形位公差，主辊模具2成型外轮廓与环件8外轮廓为配合插接结构，有利于挤压成型，该结构及方法，通过采用近净成型的思想，将保持架锻件形状轮廓设计为与成品轮廓相近似，实现产品整体加工余量均匀，材料节约最大化，同时余量的降低减小了后续的车加工量，降低了机加工成本，近净成型过程中，通过模具大变形量的碾压作用，材料内部组织得到充分细化，环坯逐渐碾扩成与最终成品轮廓近似的仿形环锻件。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (3)
1.一种特大型轴承铁保持架近净成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、环件（8）预碾成为矩形环件，芯辊成型模具穿过环件（8）内孔，并完成定位；
S2、芯辊成型模具带动环件（8）逐步与主辊成型模具贴合并建立碾环轧制系统；
S3、环件（8）进入主辊成型模具型腔，上下端面通过两侧挡边进行约束，芯辊成型模具挤压环件（8）逐渐与主辊成型模具贴合；
S4、环件（8）在主辊成型模具和芯辊成型模具的挤压作用下，壁厚逐渐减薄，内外径逐渐长大，并最终碾环成型。
2.根据权利要求1所述的特大型轴承铁保持架近净成型方法，其特征在于，所述S1步骤中芯辊成型模具包括卧式碾环机芯辊（3）、芯辊模具（4）、定位卡环（5）、定位上垫环（6）和定位下垫环（7），所述芯辊模具（4）套接在卧式碾环机芯辊（3）外侧，且所述卧式碾环机芯辊（3）位于上端头和下端头分别套接有定位上垫环（6）和定位下垫环（7），所述芯辊模具（4）位于定位上垫环（6）和定位下垫环（7）之间位置处，所述定位卡环（5）位于定位上垫环（6）上方且套接在卧式碾环机芯辊（3）上端头上，所述芯辊模具（4）成型外轮廓与环件（8）内轮廓为配合插接结构。
3.根据权利要求1所述的特大型轴承铁保持架近净成型方法，其特征在于，所述S2步骤中主辊成型模具包括卧式碾环机主轴（1）和主辊模具（2），所述主辊模具（2）套接在卧式碾环机主轴（1）外侧，所述主辊模具（2）成型外轮廓挡边与环件两端面间隙为3-7mm，所述主辊模具（2）成型外轮廓挡边的导向角斜度为3-5°，所述主辊模具（2）成型外轮廓与环件（8）外轮廓为配合插接结构。
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