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滚子冷镦上模制造工艺的改进

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。

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      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。
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       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。

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       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。

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       图4硬模

    3.2定位套?#37319;?#35745; 

       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。


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       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?#36141;螅?#22411;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?#25216;?#20540;。

















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