厚宽型轴承锻件辗扩工艺改进论文_孙建平1,2,3

1.福州大学机械工程及自动化学院福建福州 350116；2.福建龙溪轴承（集团）股份有限公司福建漳州 363000；3.福建省关节轴承企业重点实验室福建漳州 363000

摘要：厚宽型轴承内圈锻件由于其结构（壁厚大、内径小、宽度高）使得锻造仿扩加工困难，经常出现端面凹心、毛刺及球面尺寸不到位等缺陷。本文仅以某个型号为例，通过重新设计锻件外形尺寸，并设计专用工装，既减少物料定额又提高机加工效率。

关键词：轴承；内圈；辗扩；仿形扩；外球面辗扩

一、轴承内圈锻加工仿扩现状[1,2]

目前国内对于轴承及相关产品的锻造工艺的优化，主要是针对外球面的内圈产品来改进的。其工艺更改一般改成仿扩工艺。仿扩后的形状大致如图1-1的(b)所示。

轴承锻加工仿扩是通过合理的设计锻造各个工序、工装，使环坯经锻造后，其形状和尺寸能够尽量接近车成品的工艺。其辗压轮加工面的尺寸与锻件外形尺寸一致。经仿扩后的轴承锻件，可减轻重量及物料定额，减小机加工余量提高机加工效率。我司轴承锻加工工艺经过不断改进后，从原先的普通辗扩（图1-1的a）到倒角仿扩（图1-1的b），再到球形仿扩（图1-1的c）。球形仿扩件比倒角仿扩件更接近于车成品的形状和尺寸。锻件从倒角仿扩工艺改进成球形仿扩工艺后，物料定额减少了5%~10%，而厚宽型轴承内圈的球形仿扩效果甚微，物料定额减少不多。

二、厚宽型轴承锻加工主要特点

图1-1为锻件成形过程简图，环坯辗扩后质量的好坏，受辗扩前的制坯质量（下料、镦粗、挤压、切底压平）、辗扩过程中不同位置受辗压的先后、变形程度及切向（轴向）变形的难易程度的影响。辗扩（仿扩）做为锻造工序的最后一道工序至关重要，与一般的锻造工序相比，辗扩变形有以下不同之处:

(1))辗扩变形是连续进行的，是经过多次循环而逐步完成坯料上某一截面每次通过变形区时只能有较小的压下量，通过多次变形坯料旋转多周后，工件达到预期尺寸，完成辗扩变形过程。

(3)在变形区内，变形工具对坯料的性质是拔长，故辗扩变形沿轴向分配金属的能力差。

(4)辗扩变形具有表面变形特性。在辗扩变形中，由于辗扩力较小，不能使变形力穿透整个坯料截面，因此在靠近辗压轮与辗压辊的表层金属的横向流动多于中心层的横向流动，使辗扩工件的两个端面呈明显的中凹状（端面凹心）。辗扩时如压下量越小，即压下力越小，辗扩件的壁厚越厚，则这种表面变形特征表现得越明显，在实际生产中，往往在辗扩的最后阶段采用小的辗压力，利用表面变形的效果使锻件的圆角充满，但是这样做又往往同时造成套圈的端面凹陷。

(5)辗压轮施加于环坯上的压力P应足够大，才能保证环坯持续变形，环坯变形抗力P应小于辗压轮所能提供最大辗压力Pmax。