滚子冷镦上模制造工艺的改进-三泰轴承技术

1工艺分析

轴承圆锥滚子毛坯是在Z31-25自动冷镦机上，用滚子上模和下模将切料刀板切下的料段冷镦成型而成，图1所示。

图1 (1.上模2.下模3.滚子)

冷镦上模，如图2示。它是生产圆锥滚子的关键模具之一。其材料为GCr15钢，热处理58-60HRC，而滚子上模的加工一直沿用较早的工艺，即滚子上模的滚子穴型腔用成形刀加工而成。因此存生着以下不足：①滚子穴型腔因用成形刀加工，其粗糙度不理想，达不到设计图纸的要求，影响到滚子的质量；②在实际使用过程中，经常发生粘滚子而闷车现象，造成全套模具报废；③模具寿命较低。

       图2滚子上模

    2工艺改进

    针对上述问题，设法对滚子上模型腔加工进行工艺改进。由于滚子型腔复杂，无法用磨削工艺提高粗糙度。经过分析研究，提出了对滚子上模的滚子穴型腔采用冷挤压成型工艺。

    3工装设计

    滚子上模型腔冷挤压成型模具，如图3所示。上、下硬模分别在滚子上模的上下两端面上挤出型腔。冲压滚子时只用一面型腔，当型腔磨损滚子成型尺寸超差时，换一面新型腔使用，提高上模利用率。

       图3冲压模结构 (1.4.硬模2.上模3.定位套筒)

    3.1硬模设计

    硬模，如图4所示。材料选用W18Cr4V，热处理61-65HRC。

       图4硬模

    3.2定位套筒设计

       定位套筒，如图5所示。材料选用65Mr，热处理48-52HRC。内径按650-0.05精加工成，中间开一条4mm的通槽，便于挤压时硬模和滚子上模自由装卸方便。

       图5定位套筒

    4挤压要求

       如图3所示，在挤压时可根据硬模滚子型腔的实际深度，来调整挤压的行程进行挤压。为保证滚子上模型腔深度一致，将滚子上模高度在软磨时全部按工艺尺寸400-0.01加工。

    5工艺改进后的优点

    (1)提高了滚子上模型腔的粗糙度精度。由于硬模型腔制造粗糙度在Ra0.8以上，经过冷挤压的滚子上模型腔的粗糙度完全符合产品图纸的要求，大大提高了滚子上模的制造质量，避免了滚子上模粘滚子而造成的闷车现象。

    (2)提高了滚子上模的使用寿命。滚子上模型腔经硬模冷挤压后，型腔的表面下一定厚度的金属组织致密，存在残余压应力，有利于提高模具疲劳寿命。经过实际使用证明，其使用寿命比原来提高2～3倍。

    (3)提高了滚子上模的加工效率。滚子上模型腔采用冷挤压一次成型工艺，比切削成型方法大大提高了滚子上模的加工效率。

    (4)由于无粘滚子现象和换模次数减少，滚子的生产效率提高20％左右。

    (5)由于模具寿命提高，加工滚子的尺寸和形状的稳定性提高。

    6结论

    实践证明，通过对滚子上模工艺的改进，从根本上解决了滚子上模的质量问题，避免了冷镦过程中的粘滚子现象。这一加工工艺的改进，对类似型腔模具的加工也具有一定的参考价值。

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