CZ2007845A3

CZ2007845A3 - Process for producing bearing rings by flaring intermediate products from bearing steel with pipe-expanding machine

Info

Publication number: CZ2007845A3
Application number: CZ20070845A
Authority: CZ
Inventors: Karhánek@Jaroslav; Otoupalík@Jan
Original assignee: Zkl Brno, A. S.
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-10
Also published as: CN101446316A; US20090139092A1; WO2009067961A1; BRPI0822310A2

Abstract

Pri zpusobu výroby ložiskových kroužku rozválcováním polotovaru z ložiskové oceli rozválcovacím strojem se polotovar pred rozválcováním ohrívá na teplotu v rozsahu 600 .degree.C až 800 .degree.C, zejména 700 .degree.C až 720 .degree.C a jako polotovary se rozválcovávají výkovky kované volným kováním nebo zápustkovým kováním, soustružené kroužky nebo silnostenné trubky.In the process of producing bearing rings by rolling a bearing steel blank through a rolling machine, the preform is heated to a temperature in the range of 600 degC to 800 degC, in particular 700 degC to 720 degC, and rolled as semi-finished products. forgings forged by forging or die forging, turned rings or thick-walled pipes.

Description

Vynález se týká způsobu výroby rozválcováním polotovarů z ložiskové ložiskových kroužku oceli rozválcovacim strojem.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing by rolling a stock from a bearing bearing ring of steel with a rolling machine.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Ložiskové kroužky se až dosud vyrábějí nejčastěji rozválcováním a v rámci této metody v zásadě buď rozválcováním za tepla na kovací teplotě nebo rozválcováním za studená.Up to now, bearing rings have been produced most frequently by rolling and, in this method, basically either by hot rolling at a forging temperature or by cold rolling.

Při rozválcování za tepla se vychází z předvalkú, jsou výkovky kované buď volným kováním nebo zápustkovým kováním. Kovárny, které vyrábějí ložiskové kroužky, jsou většinou vybaveny rozválcovacími stroji různých typů od různých výrobců. Rozválcování kroužků se děje za kovací teploty nad 850 °C, která je u ložiskové oceli typicky 1050 °C - 850 °C.Hot rolling is based on preforms, forgings are forged either by free forging or die forging. Forges that produce bearing rings are mostly equipped with rolling machines of different types from different manufacturers. The rolling of the rings takes place at a forging temperature above 850 ° C, which is typically 1050 ° C - 850 ° C for bearing steel.

Nevýhodou této technologie jsou zejména velikost přídavků a tolerancí, které musí pokrýt nepřesnost výroby, smrštění, oduhličení, povrchové defekty vzniklé nejen při rozválcování, ale také při kování, větší spotřeba energie vynaložené na ohřev pro kováni, kdy pece jsou nastaveny na 1100 °C, značné tepelné namáhání nástroje a stroje, menší tvarová a rozměrová přesnost, menší využití materiálu a v mnoha případech méně *«·« ν·The disadvantage of this technology is especially the size of allowances and tolerances, which must cover inaccuracy of production, shrinkage, decarburization, surface defects caused not only during rolling, but also during forging, higher energy consumption spent on heating for forging when furnaces are set to 1100 ° C, Significant thermal stress on tool and machine, less shape and dimensional accuracy, less use of material and in many cases less * «·« ν ·

vhodný průběh vláken, který je při následném obrábění porušen.suitable fiber course, which is broken during subsequent machining.

Rozválcováni za studená za teplot pod 400 °C je technologie poměrně nová, při které je materiál tvářen, to jest rozválcováván, za běžné teploty okolí nebo teploty nepříliš zvýšené. Rozválcováni se provádí na speciálním rozválcovacim stroji.Cold-rolling at temperatures below 400 ° C is a relatively new technology in which the material is formed, i.e., rolled, at ambient or low ambient temperatures. Rolling is performed on a special rolling machine.

Polotovar je soustružený kroužek vhodného tvaru.The blank is a turned ring of suitable shape.

Rozválcováni za studená pak dovoluje podstatně menší přídavky, dosahuje se vyššího využiti materiálu. Válcuje přesnějších rozměrů se tvar a také podstatně velmi se blížící tvaru opracovaného kroužku, takže průběh příznivý z hlediska výslednéhoCold rolling then allows considerably fewer additions, increasing material utilization. Rolls of more precise dimensions with the shape and also substantially very close to the shape of the machined ring, so that the

Rozválcovánim za studená dochází vláken je velmi namáhání ložiskového kroužku.The cold rolling of the fibers is very stressing the bearing ring.

také ke zpevněni materiálu.also to strengthen the material.

Nevýhodou však je> že vstupní materiál musí mit rovnoměrnou strukturu vhodnou ke tváření za studená.However, a disadvantage is that the feedstock must have a uniform structure suitable for cold forming.

Materiál musí být žíhán na měkko s prodlevou na žihací teplotě.The material must be soft annealed with a delay at the annealing temperature.

Rozválcováni za studená také namáhání stroje, které vyplývá z větší potřebné tvářecí síly a větší přetvářné práce.Cold rolling is also the stress of the machine, which results from the greater required forming force and greater deformation work.

Toto pak přináší vyšší nároky na kvalitu nástrojů, které musí vyhovovat větším tvářecím silám.This, in turn, places higher demands on the quality of the tools, which have to accommodate the larger forming forces.

V materiálu se projevuje vložené nerovnoměrné deformační pnuti, které při dalších operacích, zejména kalení, zvětšuje rozměrové deformace kroužku a způsobuje mimo jiné ovalitu.The material exhibits embedded non-uniform deformation stress, which during further operations, especially hardening, increases the dimensional deformation of the ring and causes, among other things, ovality.

Úkolem vynálezu je odstraněni výše popsaných nedostatků známých způsobů rozválcováni ložiskových kroužků a zejména dosaženi nižší přetvářné práce, nižší spotřeby energie,SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the aforementioned drawbacks of the known methods of rolling the bearing rings and in particular to achieve lower deformation work, lower energy consumption,

- 3 ·« ···· vyššího využití materiálu, nižší hmotnosti rozvalků, vyšší životnosti nástrojů a možnosti uplatnit menší přídavky a tolerance, popřípadě zpracovávání kroužků větších rozměrů- 3 · «···· Higher material utilization, lower spacers weight, longer tool life and the possibility of applying smaller allowances and tolerances or processing larger rings

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedený úkol řeší a nedostatky známých způsobů rozválcování ložiskových kroužků do značné míry odstraňuje způsob výroby ložiskových kroužků rozválcovánim polotovarů z ložiskové oceli rozválcovacím strojem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že polotovar se před rozválcovánim ohřívá na teplotu v rozsahu 600 °C až 800 °C.This object is solved and the drawbacks of the known methods of rolling the bearing rings largely eliminate the method of producing bearing rings by rolling the bearing steel blanks with a rolling machine according to the invention, which is characterized in that the blanks are heated to 600 ° C to 800 ° C Deň: 32 ° C.

Zvláště výhodné je, jestliže se polotovar před rozválcovánim ohřívá na teplotu v rozsahu 700 °C až 720 °C.It is particularly preferred that the preform is heated to a temperature in the range of 700 ° C to 720 ° C prior to rolling.

Jako polotovary se mohou rozválcovávat výkovky kované volným kováním nebo zápustkovým kováním, popřípadě soustružené kroužky nebo silnostěnné trubky.Forgings can be rolled forgings forged by free forging or die forging, or turned rings or thick-walled tubes.

Výhoda způsobu podle vynálezu spočívá zejména v tom, že je nižší spotřeba energie oproti kovárenskému rozválcování, nižší přetvářná práce proti rozválcování za studená, vyšší využiti materiálu, nižší hmotnost rozvalků proti rozválcování za tepla, vyšší životnost nástrojů a možnost uplatnit menší přídavky a tolerance oproti kovárenskému zpracování. Tvorba okují a oduhličení jsou minimální a nemají praktický vliv na přídavky pro obrábění. Řešení umožňuje ve srovnání s rozválcováním za studená zpracovávat kroužky větších rozměrů.The advantage of the method according to the invention is in particular that the energy consumption is lower than that of the forging, lower deformation work against cold-rolling, higher material utilization, lower weight of the cold-rolling bars, higher tool life and the possibility of applying lower allowances and tolerances compared to forging treatment. Scaling and decarburization are minimal and have no practical effect on machining allowances. The solution makes it possible to process larger rings compared to cold rolling.

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Podle vynálezu je navržena technologie výroby rozválcovánírr. ložiskových kroužků za „polotepla”. Navržená technologie prakticky využívá výhod obou těchto výše v dosavadním stavu techniky popsaných technologií a potlačuje jejich nevýhody.According to the invention, a technology for the production of rollers is proposed. of the bearing rings behind the “semi-heat”. The proposed technology practically exploits the advantages of both of these technologies described in the prior art and suppresses their disadvantages.

Princip spočívá v tom, že proces rozválcování se děje při teplotě v rozsahu 600 až 800 °C. Zvláště výhodný je rozsah teplot 700 - 720 °C. Polotovarem pro předvalek jsou silnostěnné trubky, nebo zápustkové výkovky. Tyto polotovary se soustruží na potřebný tvar a objem. Osoustružený kroužek se pak vkládá do indukční ohřívačky, kde se ohřeje na požadovanou teplotu, například 720°C. Výstup z ohřívačky je monitorován termometrem, který řídí dodrženi teploty, aby do rozválcovacího stroje byl vložen kroužek jen se správnou teplotou.The principle is that the rolling process takes place at a temperature in the range of 600 to 800 ° C. A temperature range of 700-720 ° C is particularly preferred. Semi-finished products for billets are thick-walled tubes or die forgings. These blanks are turned to the required shape and volume. The turned ring is then inserted into an induction heater where it is heated to a desired temperature, for example 720 ° C. The output of the heater is monitored by a thermometer, which controls the keeping of the temperature, so that a ring with only the correct temperature is inserted into the rolling machine.

Doprava mezi ohřivačkou a rozválcovačkou je obsluhována robotem. Proces rozválcování je programovatelný, je řízen počítačem a ukládán do paměti. Tím je zaručena opakovatelnost a reprodukční přesnost profilu. Po rozválcování je kroužek vyjmut ze stroje a uložen na dochlazovací dopravník, který zajišťuje rovnoměrné a řízené dochlazení na teplotu přibližně 300 °C.The transport between the heater and the roller is operated by a robot. The rolling process is programmable, computer controlled and stored. This guarantees the repeatability and reproducibility of the profile. After rolling, the ring is removed from the machine and placed on the aftercooling conveyor, which ensures even and controlled aftercooling to a temperature of approximately 300 ° C.

Výhodou tohoto řešení je nižší spotřeba energie oproti kovárenskému rozválcování, nižší přetvářná práce proti rozválcování za studená, vyšší využiti materiálu, nižší *4···· • ·« ♦ ·· • *· · • · ··The advantage of this solution is lower energy consumption compared to forging rolling, lower deformation work against cold rolling, higher utilization of material, lower * 4 ·····

4*··4 * ··

- 5 hmotnost rozvalku proti rozválcování za tepla, vyšší životnost nástrojů a možnost uplatnit menší přídavky a tolerance oproti kovárenskému zpracování. Tvorba okuji a oduhličení jsou minimální a nemají praktický vliv na přídavky pro obrábění. Řešení umožňuje ve srovnání s rozválcováním za studená zpracovávat kroužky větších rozměrů.- 5 the weight of the hot-rolled bar, longer tool life and the possibility of applying lower allowances and tolerances compared to forging. Scaling and decarburization are minimal and have no practical effect on machining allowances. The solution makes it possible to process larger rings compared to cold rolling.

Navržená nová technologie rozválcování ložiskových kroužků za „polotepla využívá technických výhod obou technologií, které jsou známy z dosavadního stavu techniky, a potlačuje jejich nevýhody. Optimální teplota při způsobu podle vynálezu je v rozmezí 700 - 720 °C, kdy přetvářný odpor materiálu je poloviční oproti studenému materiálu a tvárnost materiálu je zlepšená.The proposed new semi-heat rolling technology of bearing rings exploits the technical advantages of both prior art technologies and suppresses their disadvantages. The optimum temperature in the process of the invention is in the range of 700 - 720 ° C, where the deformation resistance of the material is half that of the cold material and the ductility of the material is improved.

Claims

A method for producing bearing rings by rolling a bearing steel blanks with a rolling machine, characterized in that the blanks are heated to a temperature in the range of 600 ° C to 800 ° C prior to rolling.

Method according to claim 1, characterized in that the preform is heated to a temperature in the range of 700 ° C to 720 ° C prior to rolling.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that forgings forged by forging or die forging are rolled as blanks.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that turned rings are rolled as blanks.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that thick-walled tubes are rolled as blanks.