袁 新， 王連樸，吳洪濤

（1．哈爾濱軸承集團(tuán)公司 技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱150036；2．哈爾濱軸承集團(tuán)公司 鍛壓分廠，黑龍江 哈爾濱150036；3．哈爾濱軸承集團(tuán)公司 電機(jī)軸承分廠，黑龍江 哈爾濱150036）

大型圓柱滾子軸承套圈鍛造方法改進(jìn)探討

袁 新1， 王連樸2，吳洪濤3

（1．哈爾濱軸承集團(tuán)公司 技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱150036；2．哈爾濱軸承集團(tuán)公司 鍛壓分廠，黑龍江 哈爾濱150036；3．哈爾濱軸承集團(tuán)公司 電機(jī)軸承分廠，黑龍江 哈爾濱150036）

大型圓柱滾子軸承內(nèi)、外圈鍛造原通過箱式氣體加熱，沖孔、擴(kuò)孔成型等工序來完成，其鍛件質(zhì)量與操作者的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)水平有很大關(guān)系。針對(duì)上述不足，采取中頻加熱、碾擴(kuò)后上壓力機(jī)整形的方法，解決了套圈尺寸及形狀誤差難以控制的問題。

大型圓柱滾子軸承套圈；氣體加熱；中頻加熱；整形

1 前言

大型圓柱滾子軸承鍛造工藝原來采用棒料通過箱式氣體加熱，加熱時(shí)工件溫度不均勻，表面氧化脫碳較為嚴(yán)重；采用自由鍛，鍛造時(shí)外徑與內(nèi)徑同心度不易保證，碾擴(kuò)后尺寸散差較大，外徑散差最大到1.5mm，橢圓及錐度達(dá)到1.0mm，即使這樣低的精度，也要求操作者具有一定的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)水平才能達(dá)到。為解決上述問題，對(duì)原工藝進(jìn)行了分析并提出了解決措施，供讀者參考。

2 原有鍛造過程存在的不足

原有過程加熱切料后并不是馬上加熱后再進(jìn)行鍛造，而是經(jīng)放置后重新加熱再進(jìn)行鍛造。料段經(jīng)二次加熱后氧化層勢(shì)必增加且浪費(fèi)能源，而且切料后需要搬運(yùn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，擴(kuò)孔時(shí)需要操作者有一定的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平。采用箱式加熱溫度一致性影響工件尺寸，碾擴(kuò)后其幾何精度也難以控制。

沖孔時(shí)采用自由鍛工藝，該工藝適合小批量產(chǎn)品鍛造，鍛造時(shí)鍛造工裝需要量較少且制造簡(jiǎn)單，因此換活時(shí)間較短。由于鍛錘鍛打沖擊性特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)小設(shè)備加工大工件，擴(kuò)大了設(shè)備加工范圍。自由鍛沖孔操作看似簡(jiǎn)單，但由于沖孔時(shí)沒有模具，墩餅時(shí)工件容易歪斜，導(dǎo)致沖頭中心無法與工件中心一致，外徑與內(nèi)徑偏心較大，且鍛件的碾壓比又比較小時(shí)，無法使鍛件碾壓質(zhì)量符合工藝要求，因此，鍛件在擴(kuò)孔的過程中其外徑尺寸及幾何精度不能完全得到控制。鍛件處于加熱狀態(tài)，且其外徑處于三點(diǎn)受力（見圖3）時(shí)極容易變形。料段的二次加熱增加工件脫碳層厚度。為解決上述問題，就得增加車加工留量，能一次車削完成的無法完成，有時(shí)增加一刀甚至兩刀，造成人力物力的浪費(fèi)和生產(chǎn)成本的上升。

由上述鍛造后留量不僅增加，而且?guī)缀尉纫草^低。車加工后幾何精度無法滿足磨加工時(shí)，就得增加磨加工留量。造成加工成本大大上升。

3 改進(jìn)后加工方法

改進(jìn)后加工過程：加熱（700℃）切料→加熱（切料后立即加熱）→（1080℃±20℃）→鐓餅、沖孔（翻幅兩次沖孔）→碾擴(kuò)（ 如果尺寸較大可二次碾擴(kuò)）→整徑。加熱及切料見圖1，鍛造加工見圖2，碾擴(kuò)加工示見圖3，外徑整形加工見圖4。

圖1 加熱及切料示意圖

圖2 鍛造加工示意圖

圖3 碾擴(kuò)加工示意圖

圖4 外徑整形加工示意圖

與原有鍛造工藝過程比較，（1）由于改變了加熱方式，由氣體加熱變成中頻加熱，保證了工件加熱溫度的一致性，使得工件冷卻速度一致性較好，同時(shí)保證了工件的冷熱收縮量也相同，避免了由于加熱不均而使工件尺寸散差增大的問題。（2）鍛造時(shí)取消自由鍛采用壓力機(jī)沖孔，保證了外徑與內(nèi)徑同心度，縮小了碾擴(kuò)后的尺寸散差。（3）當(dāng)工件尺寸較大時(shí)采取二次碾擴(kuò)，避免了因碾壓軸剛性不足而使幾何精度達(dá)不到工藝要求的問題。（4）同時(shí)增加外徑整形工序，保證外徑尺寸散差滿足工藝要求，其幾何精度也得到較為有效的控制。由于工件擴(kuò)孔碾擴(kuò)后外徑尺寸仍存在一定的散差，經(jīng)過外徑整形模具后強(qiáng)行將工件外徑的尺寸及幾何精度做一定的改變，由于工件整形時(shí)處于加熱狀態(tài)其尺寸及幾何精度極容易被修整過來。與此同時(shí)，也降低了輾擴(kuò)工序操作者的加工難度，有利于生產(chǎn)效率的提高。

4 結(jié)束語

在實(shí)際加工中應(yīng)根據(jù)鍛造后產(chǎn)品外徑實(shí)際尺寸及幾何精度，采取相應(yīng)的整形量，減少碾擴(kuò)后的尺寸散差，提高幾何精度，經(jīng)實(shí)踐證明，外徑整形量一般在2～3mm。此變化量一般操作者均能操作，同時(shí)操作者對(duì)碾擴(kuò)工序的調(diào)整量及對(duì)其經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)水平的要求也大大降低（見圖3）。經(jīng)過外徑整形后尺寸散差減少30%～50%，幾何精度提高50%以上。切料后馬上加熱可節(jié)省能源30%以上，如果配備相應(yīng)的退火爐可使脫碳層減少，保證車工留量達(dá)到1.5mm，給車工工序創(chuàng)造良好的加工條件。

由于尺寸散差減少及幾何精度提高，使鍛件留量也相應(yīng)減少，有利于工件裝夾，減少操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)工件的材料利用率也相應(yīng)提高，車加工刀具壽命大大提高，有的廠家鍛造后甚至直接進(jìn)行磨加工，大大提高了生產(chǎn)效率。

（編輯：王立新）

Improvement of large cylindrical roller bearing rings forging ways

Yuan Xin1,Wang Lianpu2,Wu Hongtao3
(1.Technical Center,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China;2.Forging Sub-factory,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China;3.Electric Motor Bearing Sub-factory,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China)

Large cylindrical roller bearing inner and outer ring forging was completed by the original box gas heated , punching and reaming molding process. The forging quality was related to the operator experience and skill levels. Aiming at these deficiencies, the medium frequency heating was used, the method of the press shaping after grinding expansion solved the problem that the ring size and shape errors were difficult to control.

large cylindrical roller bearing rings; gas heating; IF heating; shaping

TH133.33+2，TG316.1+91

B

1672-4852（2014）04-0038-02

2014-08-21.

袁 新（1978-），男， 工程師.