大锥角圆锥滚子轴承外圈锻造工艺改进

樊晨辉，黄萌阳，曹伟

(洛阳LYC轴承有限公司，河南 洛阳 471039)

目前，圆锥滚子轴承套圈加工多采用大锥角锻件作为毛坯，为保证外圈滚道的硬度和金属流线，此类锻件多采用仿形工艺，但辗压辊直径差较大，易磨损和折断，故模具使用寿命较短。现对该类锻件加工方法进行改进，以期延长辗压辊的使用寿命，减小料芯质量的消耗。

1 传统加工方法

传统加工一般采用正挂工艺，即将锻件外圈滚道角度映射在辗压辊上。以32222轴承外圈为例，传统加工锻件如图1所示。

图1 32222轴承外圈仿形锻件

该加工方法凸模直径较大(图2)，造成料芯质量较大(0.395 kg)，材料利用率较低。由于辗压辊(图3)脖颈较细，刚性不足，在辗压轮压力下易折断。

图2 成形凸模

图3 辗压辊

料芯质量为

m=D2hA，

(1)

式中：m为料芯质量，kg；D为穿孔凸模直径，mm；h为料芯厚度，mm；A为常数，取6.165 4×10-6kg-1·mm-2。

穿孔凸模直径比成形凸模直径小0.5 mm，料芯厚度为10 mm(穿孔凸模直径×0.1+(1～2)mm)，由(1)式得m=0.395 kg。

2 工艺改进方案

1)改进辗扩模具的设计方法(图4—图7)，将正挂辗扩改为反挂辗扩，将辗压辊以反角度的形式加工，剩余角度在辗压轮上加工。通过对比图3和图5中辗压辊的结构可知，图5中的结构根部较头部粗大，辗压辊的刚性较大。

图4 改进后32222轴承外圈锻件

图5 改进后辗压辊

图6 改进后辗压轮

图7 改进后辗扩过程示意图

2)由于辗压辊刚性的提高，辗压辊直径由原来的75 mm改为60 mm，因此穿孔凸模直径由原来的80 mm改为65 mm。

图5中：α1=4°～8°；d为辗压辊直径；H为锻件高度；H1为辗压辊高度。图6中：α2=7°～11°；B为锻件毛坯壁厚；H2=Hcos α2。

3 应用效果

在实际生产过程中，成形凸模直径为65.5 mm，穿孔凸模直径为65 mm，料芯厚度为8 mm，由(1)式得m=0.208 kg。

辗压辊根部较头部粗，刚性较好，在辗压轮压力下不易折断，磨损后也可修磨，使用寿命延长。辗压辊使用寿命由原来的300 件/次，提高到400～500 件/次，且由于不易折断，修磨后可再次使用300～400 件/次。

此外，解决锻件高度散差及小端面毛刺，安装与锻件横截面平行的托料板，调整辗压轮前挡边与辗压辊端面的间隙可消除大端面径向毛刺。并应使推力轮、信号轮和辗压辊轴向平行。

4 结束语

通过改进工艺方案，采用反挂的工艺方法，减少了料芯质量，提高了材料利用率；延长了辗压辊寿命，减少了模具投入，降低了成本；且将锻件内径设计成全锥形，减轻了锻件质量。