RU2076785C1

RU2076785C1 - Process of manufacture of races of double-row rolling bearings

Info

Publication number: RU2076785C1
Application number: RU93044579A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Бирюков; Валерий Ефимович Чекушкин; Борис Абрамович Лившиц; Виктор Алексеевич Ахматов; Николай Иванович Комиссаров
Original assignee: Владимир Сергеевич Бирюков; Валерий Ефимович Чекушкин; Борис Абрамович Лившиц; Виктор Алексеевич Ахматов; Николай Иванович Комиссаров
Priority date: 1993-09-15
Filing date: 1993-09-15
Publication date: 1997-04-10

Abstract

FIELD: manufacture of rolling bearings. SUBSTANCE: race profile billets are prepared in advance by turning with removal of cuts of semifinished items with profile of cross-section close to inverse image of profile of cross-section of finished race. Then finished races are produced by rolling in rolls with profile of groove identical to profile of cross-section of finished race. Race profile billets are produced with two radial protrusions with outer and inner volumes correspondingly 75.0-78.5% and 17.5-20.5% of volume of inner protrusions of finished outer race. EFFECT: enhanced production efficiency. 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к раскатке колец, предназначенных для изготовления подшипников качения, и может быть использовано по прямому назначению при производстве подшипников. The invention relates to the processing of metals by pressure, namely, the rolling of rings intended for the manufacture of rolling bearings, and can be used for its intended purpose in the manufacture of bearings.

Известен способ [1] изготовления колец подшипников качения, при котором используют кольцевую профильную заготовку повышенной объемной точности (отклонение по объему не более 3% от объема готового кольца), включающий предварительное вытачивание со снятием стружки заготовки прямоугольного сечения, затем холодную раскатку, причем закрытую, проводимую в матрице, при некотором несущественном увеличении диаметра наружной цилиндрической поверхности на 3 4% (т.е. по существу имеет место накатка профиля). A known method [1] of the manufacture of rings of rolling bearings, in which an annular profile billet with increased volume accuracy is used (a deviation in volume of not more than 3% of the volume of the finished ring), which includes preliminary turning with the removal of shavings of a rectangular billet, then cold rolling, and closed, carried out in the matrix, with some insignificant increase in the diameter of the outer cylindrical surface by 3 4% (i.e., in fact, there is a knurling of the profile).

Результатом накатки профиля является получение совершенной макроструктуры металла в области дорожки качения, характеризующейся тем, что имеющиеся волокна металла огибают эквидистантно дорожку качения, не выходя торцами наружу в этой области, тем самым нагрузочные способности и долговечность колец резко возрастают по сравнению с кольцами, полученными точением (у которых на дорожку качения выходят торцы нарезанных волокон металла). Появляется возможность изготовления этим способом колец из низколегированных (по сравнению со специальными подшипниковыми) сталей при достижении той же нагрузочной способности и долговечности, что и у колец из высоколегированной специальной подшипниковой стали, но выполненной путем вытачивания. The result of rolling the profile is to obtain a perfect macrostructure of the metal in the raceway region, characterized in that the existing metal fibers bend around the raceway equidistantly, without going to the ends outside in this region, thereby the load capacity and durability of the rings increase sharply compared to rings obtained by turning ( in which the ends of the cut metal fibers exit onto the raceway). It becomes possible to manufacture rings of low alloyed (compared to special bearing) steels in this way, while achieving the same load capacity and durability as rings of high alloyed special bearing steel, but made by turning.

Однако способ обладает узкими технологическими возможностями, ограниченными рамками изготовления колец радиальных шарикоподшипников. However, the method has narrow technological capabilities, limited by the manufacture of rings of deep groove ball bearings.

Известен способ [2] изготовления колец подшипников качения, при котором используют кольцевую профильную заготовку повышенной объемной точности (отклонение по объему не более 3% от объема готового кольца), включающий предварительное изготовление заготовки с профилем поперечного сечения, являющимся близким к зеркальному отображению профиля поперечного сечения готового кольца, и формирование при раскатке, включающее заполнение ручья прокатного валка с профилем поперечного сечения, близким к зеркальному отображению профиля поперечного сечения указанной заготовки. Результатом изготовления кольца этим способом является получение совершенной макроструктуры металла в области дорожки качения, характеризующейся тем, что имеющиеся волокна металла огибают дорожку качения по кривым, близким к эквидистантным, к поверхности дорожки качения, не выходя своими торцами наружу в этой области, тем самым нагрузочные возможности и долговечность колец резко возрастают по сравнению с кольцами, полученными точением (у которых на дорожку качения выходят торцы перерезанных волокон металла). A known method [2] of the manufacture of rings of rolling bearings, in which an annular profile billet with increased volume accuracy is used (a deviation in volume of not more than 3% of the volume of the finished ring), which includes prefabrication of a billet with a cross-sectional profile that is close to a mirror image of the cross-sectional profile the finished ring, and the formation during rolling, including filling the stream of the rolling roll with a cross-sectional profile close to the mirror image of the cross-sectional profile section of the specified workpiece. The result of manufacturing the ring in this way is to obtain a perfect macrostructure of the metal in the region of the raceway, characterized in that the existing metal fibers bend around the raceway along curves close to equidistant to the surface of the raceway, without going outward with their ends to the outside, thereby loading capabilities and the durability of the rings increases sharply compared to rings obtained by turning (in which the ends of the cut metal fibers exit onto the raceway).

Технологические возможности известного способа ограничены областью изготовления колец радиальных шариковых подшипников, а при прокатке колец радиально-упорных подшипников, как показали эксперименты, произведенные заявителем, не достигается важнейшего параметра одновременности заполнения профиля ручья и получения требуемых диаметральных размеров, а в противном случае, как это имеет место на практике, из-за различных величин сечений кольца, различном сопротивлении течению металла и различных степеней деформации участков происходит "убегание" или "отстаивание" одной поверхности от другой и получается в итоге или искажение формы кольца(cедловина, бочкообразность) при достижении необходимых диаметральных размеров, либо достижение правильной формы поперечного сечения кольца при размерах кольца, отличающихся от заданных. The technological capabilities of the known method are limited by the field of manufacture of radial ball bearing rings, and when rolling the rings of angular contact bearings, as shown by experiments made by the applicant, the most important parameter for simultaneous filling of the stream profile and obtaining the required diametrical dimensions is not achieved, otherwise, as it has place in practice, due to different values of the cross sections of the ring, different resistance to metal flow and various degrees of deformation of the sections “runaway” or “settling” of one surface from another results either in a distortion of the shape of the ring (saddle, barrel-shaped) when the required diametrical dimensions are achieved, or in the achievement of the correct cross-sectional shape of the ring with ring sizes different from those specified.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и обеспечение тем самым изготовления колец радиально-упорных подшипников. The aim of the invention is the expansion of technological capabilities and thereby ensuring the manufacture of rings of angular contact bearings.

В способе изготовления колец подшипников качения, включающем предварительное изготовление вытачиванием со снятием стружки полуфабриката с профилем поперечного сечения, являющимся близким к зеркальному отображению профиля поперечного сечения готового кольца и формирование полуфабриката при прокатке прокатными валками с профилем ручья, идентичным профилю поперечного сечения готового кольца, согласно изобретению полуфабрикат, предназначенный для изготовления наружного кольца радиально-упорного подшипника, выполняют с двумя радиальными выступами, наружным и внутренним, с объемом соответственно 75 78,5% и 17,5 20,5% от объема внутреннего выступа готового наружного кольца. In a method of manufacturing rings of rolling bearings, including pre-fabrication by turning and removing chips of a semifinished product with a cross-sectional profile that is close to a mirror image of the cross-sectional profile of the finished ring and the formation of the semifinished product when rolled by rolling rolls with a creek profile identical to the cross-sectional profile of the finished ring, according to the invention the semi-finished product intended for the manufacture of the outer ring of an angular contact bearing is made with two radial protrusions, external and internal, with a volume of respectively 75 78.5% and 17.5 20.5% of the volume of the internal protrusion of the finished outer ring.

Наличие у кольцевой профильной заготовки двух выступов с указанными объемами позволяет при формировании прокатными валками одновременно достичь заданных диаметральных размеров и полного заполнения профиля ручья, тем самым решена задача расширения технологических возможностей. The presence of two protrusions with the indicated volumes in the annular profile blank allows, when forming rolls, to simultaneously achieve the specified diametric dimensions and completely fill the stream profile, thereby solving the problem of expanding technological capabilities.

На фиг. 1 представлен полуфабрикат кольца в момент начала его раскатки; на фиг. 2 полуфабрикат кольца в момент конца раскатки; на фиг.3 фотографии макроструктуры готового кольца, полученного предложенным способом. In FIG. 1 shows a semi-finished ring at the time it starts rolling; in FIG. 2 semi-finished rings at the end of rolling; figure 3 photographs of the macrostructure of the finished ring obtained by the proposed method.

Примеры осуществления способа представлены в таблице. Examples of the method are presented in the table.

Изготавливали наружные кольца 1 радиально-упорного двухрядного подшипника качения тип 256907 с габаритами (номинал) готового (после прокатки) кольца Дх х В 65,5 х 52,9 х 37,5 мм. The outer rings of 1 angular contact double row rolling bearing type 256907 were manufactured with the dimensions (face value) of the finished (after rolling) ring Dx x B 65.5 x 52.9 x 37.5 mm.

Внутренний прокатный валок 2 и наружный прокатный валок 3 образуют ручей 4, при регламентированном сближении прокатных валков, имеющий профиль поперечного сечения, идентичный профилю поперечного сечения готового кольца 1. The inner roll 2 and the outer roll 3 form a stream 4, with the regulated convergence of the rolls, having a cross-sectional profile identical to the cross-sectional profile of the finished ring 1.

Кольцевую профильную заготовку 5 выполняли из стали ШХ15Ш вытачиванием из трубы со снятием стружки и полученная таким образом заготовка имеет повышенную объемную точность (отклонение по объему не более 3% от объема готового кольца). Размеры кольцевой профильной заготовки 5 без учета выступов составляли (номинал) для всех примеров осуществления: ширина 37,54 мм, диаметр наружный 54,4 мм, диаметр внутренний 46,2 мм. Средний (среди примеров) размер диаметра по наружному радиальному выступу 6 составил 58,6 мм, средний (среди примеров) размер диаметра по внутреннему радиальному выступу 7 44,5 мм. An annular profile billet 5 was made of ШХ15Ш steel by extrusion from a pipe with removal of chips, and the billet thus obtained has increased volume accuracy (deviation in volume of not more than 3% of the volume of the finished ring). The dimensions of the annular profile blank 5 excluding protrusions were (nominal) for all examples of implementation: width 37.54 mm, outer diameter 54.4 mm, inner diameter 46.2 mm. The average (among the examples) the diameter size along the outer radial protrusion 6 was 58.6 mm, the average (among the examples) the diameter size along the inner radial protrusion 6 was 7 44.5 mm.

Кольцевую профильную заготовку выполняли согласно ряда примеров (см. таблицу) осуществления с различными объемами радиальных внутреннего 7 и наружного 6 выступов в отношении к объему внутреннего выступа 8 готового наружного кольца 1. Изменение объемов достигалось изменением размера диаметров выступов 6 и 7. При максимальном объеме наружного выступа 6 принимали минимальный объем внутреннего выступа 7 и наоборот, что обусловлено выдерживанием дополнительного соотношения величина суммарного объема выступов данной кольцевой профильной заготовки должна находиться в пределах 94 97% от объема внутреннего выступа готового наружного кольца. The annular profile blank was made according to a number of examples (see table) of implementation with different volumes of radial inner 7 and outer 6 protrusions in relation to the volume of the inner protrusion 8 of the finished outer ring 1. The change in volumes was achieved by changing the size of the diameters of the protrusions 6 and 7. With the maximum volume of the outer protrusion 6 took the minimum volume of the inner protrusion 7 and vice versa, which is due to maintaining an additional ratio of the total volume of protrusions of this annular profile zag Preparations should be within 94 97% of the volume of ready inward projection of the outer ring.

Больший чем 97% суммарный объем выступов 6 и 7 приводит к резкому увеличению нагрузок на внутренний валок 2 и существенно сокращает срок его службы, меньший чем 94,5% суммарный объем выступов 6 и 7 приводит к корсетности наружного диаметра готового кольца. A greater than 97% of the total volume of the protrusions 6 and 7 leads to a sharp increase in the load on the inner roll 2 and significantly reduces its service life, less than 94.5% of the total volume of the protrusions 6 and 7 leads to corsetry of the outer diameter of the finished ring.

Кольцевые заготовки выполняли по 20 шт. с различными объемами выступов
По результатам испытаний способа можно сделать вывод, что выход за нижний предел объема внутреннего выступа приводит к получению полного профиля, выход за верхний предел к бочкообразованию, выход за нижний предел объема наружного выступа к корсетности, выход за верхний предел к неполучению полного профиля.Ring blanks were performed in 20 pieces. with various protrusions
According to the test results of the method, we can conclude that going beyond the lower limit of the volume of the inner protrusion leads to a complete profile, going beyond the upper limit to barrel formation, going beyond the lower limit of the volume of the outer protrusion to corsettism, going beyond the upper limit to not getting the full profile.

Оптимальными являются объем выступа 7, равный 19,2% и объем выступа 6, равный 77,5% от объема выступа готового кольца. Optimal are the volume of the protrusion 7, equal to 19.2% and the volume of the protrusion 6, equal to 77.5% of the volume of the protrusion of the finished ring.

Claims

A method of manufacturing rings of at least two-row rolling bearings, including pre-grinding the annular profile billet with the formation of an annular protrusion in the middle part of the outer surface and the subsequent formation of the finished ring by rolling in calibrated rolls, characterized in that the preliminary grinding of the annular billet lead to the formation of an additional annular protrusions in the middle of the inner surface, while the associated annular protrusions on the outer and annular friction surfaces of the profile blanks is performed in volumes equal to 75, respectively 78.5% and 17.5 20.5% by volume of the internal annular projection of the finished ring.