CN111531101A - 一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，主要包括以下步骤：墩粗和反挤的步骤；冲孔平高的步骤；扩孔的步骤；整形的步骤。本发明采用碳素钢材料，经初胚锻造和成型锻造的方式，并且采用同等比例的不同锻造模具，工艺的优点减少了产品后续加工难度，节省了原材料。

Description

一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法
技术领域
本发明涉及锻造技术领域，具体地说是一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法。
背景技术
圆锥滚子轴承属于分离型轴承，轴承的内、外圈均具有锥形滚道。该类轴承按所装滚子的列数分为单列、双列和四列圆锥滚子轴承等不同的结构型式。单列圆锥滚子轴承可以承受径向负荷和单一方向轴向负荷。当轴承承受径向负荷时，将会产生一个轴向分力，所以当需要另一个可承受反方向轴向力的轴承来加以平衡。双列圆锥滚子轴承的外圈(或内圈)是一个整体。两个内圈(或外圈)小端面相近，中间有隔圈，游隙是靠隔圈的厚薄来调整的，也可用隔圈的厚薄来调整双列圆锥滚子轴承的预过盈。双列圆锥轴承用于汽车配件。
公开(公告)号-CN101758368A，公开(公告)日2010.06.30为一种中小型英制圆锥轴承套塔复合锻造内外同套工艺，属于英制圆锥轴承套圈锻造技术领域。它主要是解决现有英制圆锥套圈锻造工艺不能解决内外圈同时生产的问题和采用异型套锻生产投料成本增加的问题。它的主要特征是：(1)把重量在0.320～1.200千克、直径在φ35～φ50的GCr15钢料段在中频感应炉上加热至1050℃，然后把该加热料段在压力机上镦粗、复合挤压成形、分套，分离为轴承外套毛坯和轴承内套毛坯；(2)把外套毛坯在扩孔机上辗扩，直接冷却或者再在压力机上整径后冷却成轴承外套锻件；(3)把内套毛坯放在压力机上再镦粗、挤压、穿孔，冷却后成为同一套英制圆锥轴承内套锻件。本发明主要用于同一种中、小型英制圆锥轴承内外圈锻件的制造。本申请所谓的带凸缘双列圆锥滚子轴承外套单锻工艺，与该公告所载明的套锻工艺完全不同。
公开(公告)号-CN1060694C，公开(公告)日2001.01.17涉及一种圆锥轴承内外圈的生产方法，它在料段预成形为外圈坯料的同时，将其下部预成形为倒锥台形，然后将外圈坯料翻转成正锥台形，再用带锥度的冲头进行预成形，使上述正锥台形外圈坯料的芯料孔上段为倒锥孔，同时将正锥台形外圈坯料整体平高，平高后用扩孔机辗孔成形，即得到圆锥轴承的外圈，最后经整径即可。本申请为带凸缘双列圆锥滚子轴承外套生产工艺，与该公告陈述的单列圆锥滚子轴承外套预压成形工艺存在本质区别。
公开(公告)号-CN110802373A，公开(公告)日2020.02.18公开了一种应用于轴承套圈的预应力锻造方法，属于锻造配件技术领域，一种应用于轴承套圈的预应力锻造方法，包括下料、第一火次加热、预镦、锻模成型、切边、第二火次加热、扩径辗环、热处理、表面清理和探伤和检验，可以实现改变传统加工过程中期望完全消除内应力的方式，在热处理的冷却阶段，通过人为制造轴承套圈内外两端的冷却速度的差异，基于其内外两端热胀冷缩不一致的原理引导热应力的产生，并在最终成型后保留热应力，用于在轴承的实际使用过程中与径向外力进行部分抵消。本申请为第一火加热只用于下料剪切，第二火加热后进行锻造过程生产。与该工艺不同。
公开(公告)号-CN110788576A，公开(公告)日2020.02.14公开了一种轴承套圈的锻造工艺，包括以下步骤：步骤一：中频加热；步骤二：下料；步骤三：镦粗；步骤四：成型；步骤五：切底；步骤六：二次加热；步骤七：扩孔；步骤八：整径；步骤九：退火。本发明针对现有技术中锻造工艺加工的轴承套圈的高度范围有限，不能很好的满足客户的需求，设备容易出故障，不能连续生产高度超过70mm的轴承套圈，生产效率低下，轴承套圈的加工质量低，工人劳动强度大等技术问题进行改进。本申请所谓锻造过程为步骤一：中频加热；步骤二：温剪下料；步骤三：二次加热：步骤四：墩粗；步骤五：反挤预压成形；步骤六：切底平高；步骤五：碾扩：步骤八：封闭整形；步骤九：快速空冷码垛；步骤十：退火。本发明针对的是带凸缘双列圆锥滚子轴承精密锻造进行的开发，提高材料利用率，降低同等产品不合格率和后序的加工效率。
以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，或者技术领域或者应用场合不同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，采用碳素钢材料，经初胚锻造和成型锻造的方式，并且采用同等比例的不同锻造模具，工艺的优点减少了产品后续加工难度，节省了原材料。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，包括以下步骤：
墩粗和反挤的步骤：将加热达到始锻温度1080-1140℃的料段通过料道传递到墩粗反挤设备上，先将料段进行压高增粗，在置入挤压凹模中用挤压冲头再料饼中央挤出设定所需直径的凹陷，剩余料芯厚度约5～6mm；以上过程在同一台设备完成；
冲孔平高的步骤：将反挤后的坯料快速置入冲孔凹模，使用较反挤冲头小1mm左右的冲孔冲头将反挤产生的料芯冲掉，同时使用退料板将坯料进行高度控制，同时使退料板将坯料带出凹模；
扩孔的步骤：将冲孔平高后的料坯快速传递到扩孔工序，套入扩孔芯，使用碾压轮和推力轮推送碾压料坯，使料坯外径和内径同时延展，当外径延展直到触碰到信号轮，确认产品尺寸达到扩孔要求；
整形的步骤：将完成扩孔的产品放到整形模具中，使用冲头、退料板和凹模对扩孔后的产品进行封闭整形，有效控制变差，提高产品尺寸一致性。
进一步地，在墩粗和反挤的步骤之前，还包括以下步骤：
温剪下料的步骤：按照工艺要求使用合适直径的圆钢，确定下料长度；在长棒料通过中频感应加热炉加热到800～850℃时剪切；
二次加热的步骤：将温剪下料完成的料段经过中频加热炉进行再次加热，加热到始锻温度1050℃～1150℃。
进一步地，在整形的步骤之后，还包括以下步骤：
快速空冷步骤：将经过整形的产品放到冷却输送链上传递到接料筐中；传递过程中使用风机鼓风吹拂产品表面，使产品快速空冷到600℃以下。
进一步地，在墩粗和反挤的步骤过程中原材料墩粗过后，将墩粗后的材料放入模具一中，并使用装有冲头一的压力机进行反挤并利用安装在冲头一上的压盖一进行均料，用底气缸用料托将材料托出。
进一步地，在冲孔平高的步骤过程中将墩粗和反挤的步骤加工后的材料放入模具二中，并使用装有冲头二的压力机进行切底并利用安装在冲头二上的压盖二进行平高，在此过程利用底托二塑形，使用冲头二将加工后的材料带出模具。
进一步地，在扩孔的步骤过程中将冲孔平高的步骤后的产品毛坯安装到装有碾压轴一的扩孔机上，利用装在扩孔机上的碾压盘一与碾压轴一进行碾压扩孔，塑造成产品形状。
进一步地，在整形的步骤过程中将扩孔的步骤后的产品毛坯安装到模具三中，并使用装有冲头三的压力机利用装在冲头三上的压盖三和托底三进行二次塑性以达到纠正偏差的目的。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
将反挤后的坯料快速置入冲孔凹模，使用较反挤冲头小1mm左右的冲孔冲头将反挤产生的料芯冲掉，同时使用退料板将坯料进行高度控制，同时使退料板将坯料带出凹模。将冲孔平高后的料坯快速传递到扩孔工序，套入扩孔芯，使用碾压轮和推力轮。将完成扩孔的产品放到整形模具中，使用冲头、退料板和凹模对扩孔后的产品进行封闭整形，有效控制变差，提高产品尺寸一致。
将经过整形的产品放到冷却输送链上传递到接料筐中。传递过程中使用风机鼓风吹拂产品表面，使产品快速空冷到600℃以下。
将墩粗后的材料放入模具一中，并使用装有冲头一的压力机进行反挤并利用安装在冲头一上的压盖一(防止出毛刺，有毛刺会造成增加车工加工难度和提高产品生产合格率)进行均料，用底气缸用料托将材料托出。
加工后的材料放入模具二中，并使用装有冲头二的压力机进行切底并利用安装在冲头二上的压盖二进行平高，在此过程利用底托二塑形，使用冲头二将加工后的材料带出模具。产品毛坯安装到装有碾压轴一的扩孔机上，利用装在扩孔机上的碾压盘一与碾压轴一进行碾压扩孔，塑造成产品形状。产品毛坯安装到模具三中，并使用装有冲头三的压力机利用装在冲头三上的压盖三和托底三进行二次塑性以达到纠正偏差的目的。
本发明采用碳素钢材料，经初胚锻造和成型锻造的方式，并且采用同等比例的不同锻造模具，工艺的优点减少了产品后续加工难度，节省了原材料。
附图说明
图1为本发明一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法的冲孔平高工序的结构示意图；
图2为本发明一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法的扩孔工序的结构示意图；
图3为本发明一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法的整形工序的结构示意图。
图中：1：产品毛坯加工材料；2：冲头二；3：压盖二；4：模具二；5：底托二；6：碾压盘；7：产品半成品加工材料；8：碾压轴；9：产品成品；10：冲头二；11：压盖二；12：模具二；13：底托二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：
一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，包括：
步骤1.温剪下料：按照工艺要求使用合适直径的圆钢，确定下料长度。在长棒料通过中频感应加热炉加热到800～850℃时剪切，温剪下料需要确认下料重量和断口外形。
步骤2.二次加热：将温剪下料完成的料段经过中频加热炉进行再次加热，加热到始锻温度1050℃～1150℃。炉口有红外测温仪进行温度检测。
步骤3.墩粗和反挤：将加热达到始锻温度1080-1140℃的料段通过料道传递到墩粗反挤设备上，先将料段进行压高增粗，在置入挤压凹模中用挤压冲头再料饼中央挤出一定直径的凹陷，剩余料芯厚度约5～6mm。此过程在同一台墩粗反挤设备完成。
步骤4.冲孔平高：将反挤后的坯料快速置入冲孔凹模，使用较反挤冲头小1mm左右的冲孔冲头将反挤产生的料芯冲掉，同时使用退料板将坯料进行高度控制，同时使退料板将坯料带出凹模。
步骤5.扩孔：将冲孔平高后的料坯快速传递到扩孔工序，套入扩孔芯，使用碾压轮和推力轮推送碾压料坯，碾压轮和推力轮的构造要与需要加工的轴承外圈或内圈内外壁的构造相适应，使料坯外径和内径同时延展，当外径延展直到触碰到信号轮，确认产品尺寸达到扩孔要求，停止扩孔工序。本申请中的产品外壁为带凸沿或阶梯轴状的外部结构，所以信号轮可以根据需要选择碰触不同外径位置的外壁，信号轮属于本领域公知技术。
步骤6.整形：将完成扩孔的产品放到整形模具中，使用冲头、退料板和凹模对扩孔后的产品进行封闭整形，有效控制变差，提高产品尺寸一致性。
步骤7.快速空冷：将经过整形的产品放到冷却输送链上传递到接料筐中。传递过程中使用风机鼓风吹拂产品表面，使产品快速空冷到600℃以下。
在步骤3过程中原材料墩粗过后，将墩粗后的材料放入模具一中，并使用装有冲头一的压力机进行反挤并利用安装在冲头一上的压盖一(防止出毛刺，有毛刺会造成增加车工加工难度和提高产品生产合格率)进行均料，用底气缸用料托将材料托出。
在步骤4过程中将步骤3加工后的材料放入模具二中，并使用装有冲头二的压力机进行切底并利用安装在冲头二上的压盖二进行平高，在此过程利用底托二塑形，使用冲头二将加工后的材料带出模具。
在步骤5过程中将步骤4后的产品毛坯安装到装有碾压轴一的扩孔机上，利用装在扩孔机上的碾压盘一与碾压轴一进行碾压扩孔，塑造成产品形状。
在步骤6过程中将步骤5后的产品毛坯安装到模具三中，并使用装有冲头三的压力机利用装在冲头三上的压盖三和托底三进行二次塑性以达到纠正偏差的目的。
本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。在本申请中应用到的加工设备也均为现有技术，比如利用背景技术中的各种加工设备等，本领域技术人员是清楚的。
在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：
墩粗和反挤的步骤：将加热达到始锻温度1080-1140℃的料段通过料道传递到墩粗反挤设备上，先将料段进行压高增粗，在置入挤压凹模中用挤压冲头再料饼中央挤出设定所需直径的凹陷，剩余料芯厚度约5～6mm；以上过程在同一台设备完成；
冲孔平高的步骤：将反挤后的坯料快速置入冲孔凹模，使用较反挤冲头小1mm左右的冲孔冲头将反挤产生的料芯冲掉，同时使用退料板将坯料进行高度控制，同时使退料板将坯料带出凹模；
扩孔的步骤：将冲孔平高后的料坯快速传递到扩孔工序，套入扩孔芯，使用碾压轮和推力轮推送碾压料坯，使料坯外径和内径同时延展，当外径延展直到触碰到信号轮，确认产品尺寸达到扩孔要求；
整形的步骤：将完成扩孔的产品放到整形模具中，使用冲头、退料板和凹模对扩孔后的产品进行封闭整形，有效控制变差，提高产品尺寸一致性。
2.根据权利要求1所述的一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，其特征在于，在墩粗和反挤的步骤之前，还包括以下步骤：
温剪下料的步骤：按照工艺要求使用合适直径的圆钢，确定下料长度；在长棒料通过中频感应加热炉加热到800～850℃时剪切；
二次加热的步骤：将温剪下料完成的料段经过中频加热炉进行再次加热，加热到始锻温度1050℃～1150℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，其特征在于，在整形的步骤之后，还包括以下步骤：
快速空冷步骤：将经过整形的产品放到冷却输送链上传递到接料筐中；传递过程中使用风机鼓风吹拂产品表面，使产品快速空冷到600℃以下。
4.根据权利要求1或2所述的一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，其特征在于，在墩粗和反挤的步骤过程中原材料墩粗过后，将墩粗后的材料放入模具一中，并使用装有冲头一的压力机进行反挤并利用安装在冲头一上的压盖一进行均料，用底气缸用料托将材料托出。
5.根据权利要求1或2所述的一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，其特征在于，在冲孔平高的步骤过程中将墩粗和反挤的步骤加工后的材料放入模具二中，并使用装有冲头二的压力机进行切底并利用安装在冲头二上的压盖二进行平高，在此过程利用底托二塑形，使用冲头二将加工后的材料带出模具。
6.根据权利要求1或2所述的一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，其特征在于，在扩孔的步骤过程中将冲孔平高的步骤后的产品毛坯安装到装有碾压轴一的扩孔机上，利用装在扩孔机上的碾压盘一与碾压轴一进行碾压扩孔，塑造成产品形状。
7.根据权利要求1或2所述的一种双列圆锥轴承的外圈或内圈的锻造方法，其特征在于，在整形的步骤过程中将扩孔的步骤后的产品毛坯安装到模具三中，并使用装有冲头三的压力机利用装在冲头三上的压盖三和托底三进行二次塑性以达到纠正偏差的目的。
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