CN115255189B - 一种油膜轴承卷板成型方法 - Google Patents

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CN115255189B CN202210714954.3A CN202210714954A CN115255189B CN 115255189 B CN115255189 B CN 115255189B CN 202210714954 A CN202210714954 A CN 202210714954A CN 115255189 B CN115255189 B CN 115255189B
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Abstract

本发明提供了一种油膜轴承卷板成型方法，包括如下步骤：S1、成型模具的设计、制作；S2、对板材坯料进行整边加工，控制好板材坯料的外形尺寸；S3、利用压弯模具对整边好的板材坯料进行折弯加工；S4、利用二次压弯对接模具进行二次压弯对接；S5、利用墩压成型模具进行墩压成型。本油膜轴承卷板成型方法，根据板材坯料的材料特性，通过对各个压弯模具的结构设计，采用三次渐进压弯成型的方式，可以有效平衡每次压弯过程中产生的应力，并利用冲压的方法对板材坯料进行塑性变形加工，实现板材坯料卷板成圆的效果，成型质量好、精度高，而且相比传统的离心铸造方式，成本大幅降低。

Description

一种油膜轴承卷板成型方法
技术领域
本发明涉及一种轴承卷板的加工方法，具体涉及一种油膜轴承卷板成型方法。
背景技术
圆瓦油膜轴承是进口冶金轧机机型的核心零件，轧辊轴在油膜轴承中以13000-15000R/MIN高转速承受重载工作，工作环境十分恶劣。因此该油膜轴承的选材及加工精度要求非常严格。该油膜轴承的板材坯料1的结构如图2所示，主要包括钢背层11和铜铅合金层12，传统的坯料加工方法是离心铸造，离心铸造的成本非常高，加工周期长，铜合金板材坯料成本低廉，而两种材料除了结构形式不一样外其它都是一样的，利用板材坯料卷板成圆的坯料能替代原有离心铸造的坯料，性能及功效与离心铸造所得到的坯料完全一样，利用卷板成圆能大幅度降低成本。在国内冶金钢铁行业竞争激烈的环境下，降低成本提高产品竞争性已经是势在必行。
油膜轴承卷板成型相对于传统离心铸造技术的几个主要技术难点在于：(1)成型工艺的设计，采用一次卷板成型还是多次压弯成型？一次卷板成型能否保证材料的特性，得到合格的产品？多次压弯成型每次压弯到哪个程度比较合适？(2)针对由钢背层11和铜铅合金层12组成的板材坯料1，如何平衡每次成型过程中压弯过程中产生的应力，才能使得每次压弯过程中钢背层11和铜铅合金层12结合处不会产生裂纹、分层？(3)每次压弯成型的模具如何设计、制作才能达到最佳的压弯成型效果？(4)板材坯料如何处理才能达到更好的成型效果？(5)压弯成型过程中模具各个参数怎样调节才能达到更好的成型效果？
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种油膜轴承卷板成型方法，根据板材坯料的材料特性，通过对各个压弯模具的结构设计，采用三次渐进压弯成型的方式，可以有效平衡每次压弯过程中产生的应力，并利用冲压的方法对板材坯料进行塑性变形加工，实现板材坯料卷板成圆的效果，成型质量好、精度高，而且相比传统的离心铸造方式，成本大幅降低。
为实现上述技术方案，本发明提供了一种油膜轴承卷板成型方法，包括如下步骤：
S1、成型模具的设计、制作：
S11、压弯模具的设计、制作；将压弯模具设计为压弯上模和压弯下模，其中压弯下模上设置有
Figure BDA0003709115490000011
形成型槽，压弯上模的底部也设置成
Figure BDA0003709115490000012
形，且压弯上模与压弯下模压合时压弯上模的
Figure BDA0003709115490000013
形底部与压弯下模上设置的
Figure BDA0003709115490000014
形成型槽之间的间隙刚好与板材坯料的厚度相等；
S12、二次压弯对接模具的设计、制作；将二次压弯对接模具设计为上压弯对接模具和下压弯对接模具，其中下压弯对接模具上设置有“U”形成型槽，上压弯对接模具的底部设置成
Figure BDA0003709115490000021
形，当上压弯对接模具与下压弯对接模具合模时利用上压弯对接模具的
Figure BDA0003709115490000022
形底部与下压弯对接模具上设置的“U”形成型槽之间的配合，将板材坯料压弯成接近圆形形状；
S13、墩压成型模具的设计、制作；将墩压成型模具设计成墩压上模和墩压下模，其中墩压下模上设置有向下凹的半圆形的成型槽，墩压上模的底部设置成向上凹的半圆形，墩压上模与墩压下模压合后刚好形成完整的圆形；
S2、对板材坯料进行整边加工，控制好板材坯料的外形尺寸；把板材坯料放置在铣床上整边加工，尺寸公差控制在±0.02mm以内，形位公差垂直度控制在±0.02mm以内，去毛刺、倒角，将板材坯料表面清理干净；
S3、利用压弯模具对整边好的板材坯料进行折弯加工；将压弯上模安装在压床压力轴上，将压弯下模安装在压床工作平台上，调节压弯上模与压弯下模之间的间隙，控制压弯上模与压弯下模两侧误差在±0.05mm以内，将板材坯料放置在压弯下模上设置的
Figure BDA0003709115490000023
形成型槽，通压床压力轴推动压弯上模下压，将板材坯料压弯成
Figure BDA0003709115490000024
形；
S4、利用二次压弯对接模具进行二次压弯对接；将上压弯对接模具安装在压床压力轴上，将下压弯对接模具安装在压床工作平台上，调节上压弯对接模具与下压弯对接模具之间的间隙，控制上压弯对接模具与下压弯对接模具两侧误差在±0.05mm以内，将经过压弯后的板材坯料放置在下压弯对接模具上设置的“U”形成型槽，通压床压力轴推动上压弯对接模具下压，将板材坯料压弯成不规则的圆形；
S5、利用墩压成型模具进行墩压成型；将墩压上模安装在冲床上模柄上，墩压下模安装在冲床工作平台上，将经过二次压弯的板材坯料放置在墩压下模上设置的半圆形成型槽内，冲床驱动墩压上模下压，将原本接近圆形的板材坯料墩压成圆形的产品。
优选的，所述步骤S11中，所述压弯上模和压弯下模均选用模具钢作为材料，经过外形粗加工之后进行调质处理，调质后将模具钢两端面进行超精度平磨，超精度平磨后将模具钢转移到CNC线切割进行加工成型。
优选的，所述步骤S12中，所述上压弯对接模具和下压弯对接模具均选用模具钢作为材料，经过外形粗加工，钻孔攻牙，铣缺口后进行调质处理，调质后将模具钢两端面进行超精度平磨，超精度平磨后将模具钢转移到CNC线切割进行加工成型。
优选的，所述步骤S13中，所述墩压上模和墩压下模均选用模具钢作为材料，经过外形粗加工，钻孔攻牙，铣缺口之后进行调质处理，调质后将模具钢两端面进行超精度平磨，超精度平磨后上下模装配起来在内圆磨床上磨出内孔尺寸。
优选的，所述步骤S3中，压弯上模与压弯下模之间间隙的调节方法为：使用塞块跟塞尺测量压弯上模与压弯下模的两侧间隙，保证压弯上模与压弯下模对中，然后调整上模行程，使得压弯上模与压弯下模压合时压弯上模的
Figure BDA0003709115490000031
形底部与压弯下模上设置的
Figure BDA0003709115490000032
形成型槽之间的间隙刚好与板材坯料的厚度相等。
优选的，所述步骤S4中，上压弯对接模具与下压弯对接模具之间间隙的调节方法为：使用塞块跟塞尺测量上压弯对接模具与下压弯对接模具的两侧间隙，保证上压弯对接模具与下压弯对接模具对中，然后调节经过一次压弯所得到的板材坯料在下压弯对接模具中“U”形成型槽内的位置，调节限位块保证板材坯料在下压弯对接模具中“U”形成型槽内位置对中。
本发明提供的一种油膜轴承卷板成型方法的有益效果在于：
1、本油膜轴承卷板成型方法，根据板材坯料的材料特性，通过对各个压弯模具的结构设计，采用三次渐进压弯成型的方式，可以有效平衡每次压弯过程中产生的应力，并利用冲压的方法对板材坯料进行塑性变形加工，实现板材坯料卷板成圆的效果，成型质量好、精度高，而且相比传统的离心铸造方式，成本大幅降低；
2、本油膜轴承卷板成型方法通过对压弯模具的结构设计，第一次采用
Figure BDA0003709115490000033
形压弯，防止板材坯料初次压弯时形变过大，无法平衡板材坯料的内应力而降低板材坯料自身的强度；第二次采用深“U”形成型槽配合上压弯对接模具的
Figure BDA0003709115490000034
形底部实现板材坯料的不规则圆形压弯，可以使得经过第一次
Figure BDA0003709115490000036
形压弯后并适应该
Figure BDA0003709115490000035
形压弯内应力的板材坯料更好的成型，最后通过墩压下模上设置的半圆形成型槽与墩压上模设置的半圆形压头之间的配合墩压形成精密、完整的圆形，有效保证了板材坯料卷板成圆的质量和精度；而且渐进式的压弯成圆成型方式可以更好的平衡每次成型过程中压弯过程中产生的应力，使得每次压弯过程中钢背层和铜铅合金层结合处不会产生裂纹、分层。
3、本油膜轴承卷板成型方法对各个模具的制作都进行了相应的处理，经过外形粗加工之后进行调质处理，使得模具具有良好的综合机械性能更好做进一步做精加工，调质后将模具钢两端面进行超精度平磨，超精度平磨后将模具钢转移到CNC线切割进行加工成型，能大幅度提高模具的形位与尺寸精度。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明中板材坯料的层状结构示意图。
图3为本发明中第一次压弯结构示意图。
图4为本发明中第二次压弯结构示意图。
图5为本发明中墩压结构示意图。
图中：1、板材坯料；11、钢背层；12、铜合金层；21、压弯上模；22、压弯下模；31、上压弯对接模具；32、下压弯对接模具；41、墩压上模；42、墩压下模。
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、完整的描述，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。本领域普通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，均属于本发明的保护范围。
实施例：一种油膜轴承卷板成型方法。
参照图1至图5所示，一种油膜轴承卷板成型方法，包括如下步骤：
S1、成型模具的设计、制作：
S11、压弯模具的设计、制作；将压弯模具设计为压弯上模21和压弯下模22，其中压弯下模22上设置有
Figure BDA0003709115490000041
形成型槽，压弯上模21的底部也设置成
Figure BDA0003709115490000042
形，且压弯上模21与压弯下模22压合时压弯上模21的
Figure BDA0003709115490000044
形底部与压弯下模22上设置的
Figure BDA0003709115490000043
形成型槽之间的间隙刚好与板材坯料1的厚度相等，选用模具钢作为压弯模具的底板材料，经过外形粗加工之后进行调质处理，其目的是使模具钢底板具有良好的综合机械性能更好做进一步做精加工，调质后将模具钢底板两端面进行超精度平磨，超精度平磨后将模具钢底板转移到CNC线切割进行加工成型，这样能大幅度提高压弯模具的形位与尺寸精度；
S12、二次压弯对接模具的设计、制作；将二次压弯对接模具设计为上压弯对接模具31和下压弯对接模具32，其中下压弯对接模具32上设置有“U”形成型槽，上压弯对接模具31的底部设置成
Figure BDA0003709115490000045
形，当上压弯对接模具31与下压弯对接模具32合模时利用上压弯对接模具31的
Figure BDA0003709115490000046
形底部与下压弯对接模具32上设置的“U”形成型槽之间的配合，将板材坯料1压弯成接近圆形形状；上压弯对接模具31和下压弯对接模具32也均选用模具钢作为材料，经过外形粗加工，钻孔攻牙，铣缺口后进行调质处理，调质后将模具钢两端面进行超精度平磨，超精度平磨后将模具钢转移到CNC线切割进行加工成型，以提高二次压弯对接模具的形位与尺寸精度；
S13、墩压成型模具的设计、制作；将墩压成型模具设计成墩压上模41和墩压下模42，其中墩压下模42上设置有向下凹的半圆形的成型槽，墩压上模41的底部设置成向上凹的半圆形，墩压上模41与墩压下模42压合后刚好形成完整的圆形；所述墩压上模41和墩压下模42均选用模具钢作为材料，经过外形粗加工，钻孔攻牙，铣缺口之后进行调质处理，调质后将模具钢两端面进行超精度平磨，超精度平磨后上下模装配起来在内圆磨床上磨出内孔尺寸，以提高墩压成型模具的形位与尺寸精度；
S2、对板材坯料1进行整边加工，控制好板材坯料1的外形尺寸；
S21、把以45#钢为钢背层11的铜合金浇注板材坯料1在铣床上整边加工，尺寸公差控制在±0.02mm，形位公差垂直度控制在±0.02mm，目的是为了在对接时接口位置精准重复性强，工件成型时的尺寸稳定统一；
S22、去毛刺，倒角，把钢背层11清理干净，不能有半点铁销，目的是为了在压弯过程中不会因为毛刺而产生干涉导致工件变形及表面损伤；
S3、利用压弯模具对整边好的板材坯料进行折弯加工，具体参照图3所示；
S31、先安装压弯上模21在压床压力轴上，安装压弯下模22在压床工作平台上，调节压弯上模21与压弯下模22的间隙，控制压弯上模21与压弯下模22两侧误差在±0.05mm以内，具体实施方法是用塞块跟塞尺测量压弯上模21与压弯下模22的两侧间隙，保证上下模对中，调整压弯上模21行程达到最佳的压弯效果，调整压弯上模21与压弯下模22间隙其目的是为了在压弯的过程中不卡料，压弯顺畅；
S32、调节板材坯料1在压弯下模22的位置，调节限位块保证板材坯料1对中均匀，放料进行压弯；调节板材坯料1在压弯下模22中
Figure BDA0003709115490000051
形成型槽的位置对中，其目的是为了能够从一次压弯加工中得到两端对称的形状，保证二次压弯对接的精准度，一次压弯后得到
Figure BDA0003709115490000052
形状的板材坯料1；第一次采用
Figure BDA0003709115490000053
形压弯，防止板材坯料1初次压弯时形变过大，无法平衡板材坯料1的内应力而降低板材坯料1自身的强度；
S4、利用二次压弯对接模具进行二次压弯对接，具体参照图4所示；
S41、安装上压弯对接模具31在压机压力主轴上，安装下压弯对接模具32在压机工作平台上，调整上压弯对接模具31与下压弯对接模具32的间隙，控制上压弯对接模具31与下压弯对接模具32两侧误差在±0.05mm以内，具体实施方法是用塞块跟塞尺测量上压弯对接模具31与下压弯对接模具32的两侧间隙，保证上下模对中，调整上压弯对接模具31行程达到最佳的压弯效果，调整上压弯对接模具31与下压弯对接模具32间隙其目的是为了在压弯的过程中不卡料，压弯顺畅，对接过程中能轴无偏差对接，得到一个对接完美的产品；
S42、调节经过一次压弯所得到的板材坯料1在下压弯对接模具32“U”形成型槽内的位置，调节限位块保证板材坯料1对中均匀，然后驱动上压弯对接模具31进行第二次压弯。调节板材坯料1在下压弯对接模具32的位置对中，其目的是为了能够从二次压弯对接加工中得到对称的形状，保证对接的精准度跟平整度，二次压弯后得到的产品是一个不规则的接近圆形形状的板材坯料1；第二次采用深“U”形成型槽配合上压弯对接模具31的
Figure BDA0003709115490000061
形底部实现板材坯料1的不规则圆形压弯，可以使得经过第一次
Figure BDA0003709115490000063
形压弯后并适应该
Figure BDA0003709115490000062
形压弯内应力的板材坯料1更好的成型；
S5、利用墩压成型模具进行墩压成型；将墩压上模41安装在冲床上模柄上，墩压下模42安装在冲床工作平台上，将经过二次压弯的板材坯料1放置在墩压下模42上设置的半圆形成型槽内，冲床驱动墩压上模41下压，将原本接近圆形的板材坯料墩压成圆形的产品；通过墩压下模42上设置的半圆形成型槽与墩压上模41设置的半圆形压头之间的配合墩压形成精密、完整的圆形，有效保证了板材坯料1卷板成圆的质量和精度。
本油膜轴承卷板成型方法，构思新颖，设计巧妙，充分利用了冶金类油膜轴承壁厚薄的结构特性，结合薄板料可塑性强的特性，根据由钢背层11和铜铅合金层12组成的板材坯料1的材料特性，通过对各个压弯模具的结构设计，采用三次渐进压弯成型的方式，可以有效平衡每次压弯过程中产生的应力，并利用冲压的方法对板材坯料进行塑性变形加工，实现板材坯料1卷板成圆的效果，成型质量好、精度高，而且相比传统的离心铸造方式，成本大幅降低。
本油膜轴承卷板成型方法通过对压弯模具的结构设计，第一次采用
Figure BDA0003709115490000064
形压弯，防止板材坯料1初次压弯时形变过大，无法平衡板材坯料1的内应力而降低板材坯料自身的强度；第二次采用深“U”形成型槽配合上压弯对接模具的
Figure BDA0003709115490000065
形底部实现板材坯料的不规则圆形压弯，可以使得经过第一次
Figure BDA0003709115490000067
形压弯后并适应该
Figure BDA0003709115490000066
形压弯内应力的板材坯料更好的成型，最后通过墩压下模42上设置的半圆形成型槽与墩压上模41设置的半圆形压头之间的配合墩压形成精密、完整的圆形，有效保证了板材坯料卷板成圆的质量和精度；而且渐进式的压弯成圆成型方式可以更好的平衡每次成型过程中压弯过程中产生的应力，使得每次压弯过程中钢背层11和铜铅合金层12结合处不会产生裂纹、分层。
本油膜轴承卷板成型方法对各个模具的制作都进行了相应的处理，经过外形粗加工之后进行调质处理，使得模具具有良好的综合机械性能更好做进一步做精加工，调质后将模具钢两端面进行超精度平磨，超精度平磨后将模具钢转移到CNC线切割进行加工成型，能大幅度提高模具的形位与尺寸精度。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种油膜轴承卷板成型方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、成型模具的设计、制作：
S11、压弯模具的设计、制作；将压弯模具设计为压弯上模和压弯下模，其中压弯下模上设置有
Figure FDA0004130530520000011
形成型槽，压弯上模的底部也设置成
Figure FDA0004130530520000012
形，且压弯上模与压弯下模压合时压弯上模的
Figure FDA0004130530520000013
形底部与压弯下模上设置的
Figure FDA0004130530520000014
形成型槽之间的间隙刚好与板材坯料的厚度相等；
S12、二次压弯对接模具的设计、制作；将二次压弯对接模具设计为上压弯对接模具和下压弯对接模具，其中下压弯对接模具上设置有“U”形成型槽，上压弯对接模具的底部设置成
Figure FDA0004130530520000015
形，当上压弯对接模具与下压弯对接模具合模时利用上压弯对接模具的
Figure FDA0004130530520000016
形底部与下压弯对接模具上设置的“U”形成型槽之间的配合，将板材坯料压弯成接近圆形形状；
S13、墩压成型模具的设计、制作；将墩压成型模具设计成墩压上模和墩压下模，其中墩压下模上设置有向下凹的半圆形的成型槽，墩压上模的底部设置成向上凹的半圆形，墩压上模与墩压下模压合后刚好形成完整的圆形；
S2、对板材坯料进行整边加工，控制好板材坯料的外形尺寸；把板材坯料放置在铣床上整边加工，尺寸公差控制在±0.02mm以内，形位公差垂直度控制在±0.02mm以内，去毛刺、倒角，将板材坯料表面清理干净；
S3、利用压弯模具对整边好的板材坯料进行折弯加工；将压弯上模安装在压床压力轴上，将压弯下模安装在压床工作平台上，调节压弯上模与压弯下模之间的间隙，控制压弯上模与压弯下模两侧误差在±0.05mm以内，将板材坯料放置在压弯下模上设置的
Figure FDA0004130530520000017
形成型槽，通压床压力轴推动压弯上模下压，将板材坯料压弯成
Figure FDA0004130530520000018
形；
S4、利用二次压弯对接模具进行二次压弯对接；将上压弯对接模具安装在压床压力轴上，将下压弯对接模具安装在压床工作平台上，调节上压弯对接模具与下压弯对接模具之间的间隙，控制上压弯对接模具与下压弯对接模具两侧误差在±0.05mm以内，将经过压弯后的板材坯料放置在下压弯对接模具上设置的“U”形成型槽，通过床压力轴推动上压弯对接模具下压，将板材坯料压弯成不规则的圆形；其中，上压弯对接模具与下压弯对接模具之间间隙的调节方法为：使用塞块跟塞尺测量上压弯对接模具与下压弯对接模具的两侧间隙，保证上压弯对接模具与下压弯对接模具对中，然后调节经过一次压弯所得到的板材坯料在下压弯对接模具中“U”形成型槽内的位置，调节限位块保证板材坯料在下压弯对接模具中“U”形成型槽内位置对中；
S5、利用墩压成型模具进行墩压成型；将墩压上模安装在冲床上模柄上，墩压下模安装在冲床工作平台上，将经过二次压弯的板材坯料放置在墩压下模上设置的半圆形成型槽内，冲床驱动墩压上模下压，将原本接近圆形的板材坯料墩压成圆形的产品。
2.如权利要求1所述的油膜轴承卷板成型方法，其特征在于：所述步骤S11中，所述压弯上模和压弯下模均选用模具钢作为材料，经过外形粗加工之后进行调质处理，调质后将模具钢两端面进行超精度平磨，超精度平磨后将模具钢转移到CNC线切割进行加工成型。
3.如权利要求1所述的油膜轴承卷板成型方法，其特征在于：所述步骤S12中，所述上压弯对接模具和下压弯对接模具均选用模具钢作为材料，经过外形粗加工，钻孔攻牙，铣缺口后进行调质处理，调质后将模具钢两端面进行超精度平磨，超精度平磨后将模具钢转移到CNC线切割进行加工成型。
4.如权利要求1所述的油膜轴承卷板成型方法，其特征在于：所述步骤S13中，所述墩压上模和墩压下模均选用模具钢作为材料，经过外形粗加工，钻孔攻牙，铣缺口之后进行调质处理，调质后将模具钢两端面进行超精度平磨，超精度平磨后上下模装配起来在内圆磨床上磨出内孔尺寸。
5.如权利要求1所述的油膜轴承卷板成型方法，其特征在于，所述步骤S3中，压弯上模与压弯下模之间间隙的调节方法为：使用塞块跟塞尺测量压弯上模与压弯下模的两侧间隙，保证压弯上模与压弯下模对中，然后调整上模行程，使得压弯上模与压弯下模压合时压弯上模的
Figure FDA0004130530520000021
形底部与压弯下模上设置的
Figure FDA0004130530520000022
形成型槽之间的间隙刚好与板材坯料的厚度相等。
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