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1、《轴承》2000.№.5两种精密冷辗机床及工艺分析洛阳轴承研究所(河南洛阳471039)田民时大方李新东轴承套圈辗扩是近年来发展较快的毛坯加工技术,它具有材料利用率高,可大幅度提高轴承使用寿命的特点,得到行业的广泛认可。精密辗扩技术的核心是精密辗扩机床和配套工艺的开发。这些机床依毛坯的成型特性分为开式辗扩机床和闭式辗扩机床,分别配套先车后辗和先辗后车工艺。1机床的分析机床的结构原理见图1、图2。1-辗压凹模;2-毛坯;3-支撑轴;4-芯棒;5-支撑轴;6-滑块;V1-芯棒及支撑轴运动方向;V2-滑块的运动方向图2闭式
2、机床工作区典型结构图作用下依次使芯棒和支撑辊转动。摩擦力的作用点在距离各旋转回转中心的最远端,因此传动的扭矩大,机床的变形功比较小。对生产外径<60mm的毛坯,机床主电机功率为5.5kW。芯棒只传递支撑辊系转动所需的扭矩。1-辗轮;2-芯棒;3-支撑辊;4-毛坯;5-滑块;V1-闭式机床的主传动:电机→齿轮减速→主轴芯棒的运动方向;V2-滑块的运动方向→芯棒。从动转动:芯棒→另一支撑轴;芯棒→毛图1开式机床工作区典型结构图坯→凹模。力及功率的传递最终由芯棒实现。因此芯棒1.1传动方式除承受全部变形力外同时传递电机几乎
3、全部的转开式机床的主传动:电机→减速器→辗轮。矩。另一支撑轴的从动均由与芯棒接触处的摩擦从动传动:辗轮→毛坯→芯棒→支撑辊。力和功力完成,力的作用点与其回转中心的距离较近。率的传动:旋转的辗轮把力传到毛坯,在摩擦力的因此即使毛坯的变形功率一样,闭式机床所需的这样,经粗磨外圈外径→粗精磨端面→精磨合格率稳定在98%以上,从而为成品质量的提高外径后,外径的SD符合了工艺要求(SD≤0.01提供了较好的工艺基准。mm),而且两端面也实现了等量磨削。第一作者:庞启兴技术部经理、本刊编委3效果(收稿日期:1999-06-14)
4、(编辑:吕成银)采用双端面磨削外圈端面后,端面磨削的班产从5000件提高到7000件,外圈外径的SD的·24·《轴承》2000.№.5动力较大。对于<60mm的毛坯,闭式机床所需毛坯材料的塑性、机床的加工能力等多方面的影的电机功率为7.5kW。响。开式机床由于辗扩时毛坯的径向张大(流动)1.2轴系结构较快,为使毛坯的型面与模具的形状完全吻合必开式机床(图1)支撑辊对芯棒的支点可尽量须有足够的塑性变形,即辗扩比要大,一般地,辗接近毛坯的受力变形区,支撑辊作为整体件加工扩比大于或等于1.5。若必须使用小辗扩比,辗可以保证
5、双支撑的效果,即支撑刚性好,支撑轴系前毛坯必须预车沟,并且沟位置要精确。闭式机结构简单、尺寸小。床考虑芯棒强度等因素,辗扩比一般小于1.5。闭式机床(图2)芯棒的支撑由两个悬臂轴实由于毛坯变形程度、控制要求不同,使得机床现。因为凹模系统结构的影响,支撑点不能距成的节拍差别较大,开式机床为10～12s,闭式机床形区太近,即支撑轴的支撑轴承距离轴的轴端较为6～7s。远。为了加工高精度的产品必须加强轴系的刚1.6模具度,这使得支撑轴的轴径加大,也使得轴系庞大复在结构、变形力等的影响下,开式机床的模具杂,增加了加工、维护的难
6、度和费用。寿命较高,芯棒约4万件,闭式机床除上述影响因1.3控制系统素外,加上传动方式的影响,芯棒的寿命较低,平开式机床辗扩过程控制精度直接影响产品的均6000～8000件。尺寸和形位精度,最终尺寸是由一套测量毛坯壁闭式机床对模具的要求较低,目前已经有成厚的测量系统间接控制的。该套系统结构复杂,熟的加工方法,开式机床的模具精度是放大地反参与控制的液压、电器、机械零件的精度较高,调映在辗后工件的尺寸及形位公差上,因此模具必整及维护烦琐,成本高。须有高的精度,目前的加工是靠人工反复测量实闭式机床毛坯在一个封闭的模腔中成型
7、,模现的,过程烦琐,加工效率很低。腔兼具整径的作用,理论上只控制凹模在下死点1.7辗后产品的精度的重复精度就可以得到理想的辗扩产品。机床滑两种机床辗后精度见表1。块中间过程的运动对毛坯辗扩精度的影响较小,表1两种机床辗后精度对比mm或仅作为参考控制。因此这种控制方法简单、可尺寸公差加工设备椭圆度锥度靠。内径外径高度1.4对辗前毛坯的要求开式机床0.100.150.250.050.05辗扩是一种无屑加工方法,毛坯尺寸由毛坯闭式机床0.100.201.500.050.05的重量决定,辗前毛坯的精度越高(即重量波动范围越小
8、),辗扩产品的精度越高,但是太高的要求1.8应用范围在技术和经济上都是不合适的,这就要求机床要开式机床用于内外型面对称截面环形件的辗有一定的适应能力。扩;闭式机床可以用于对称截面和非对称型面的开式机床设定辗扩件的宽度不变,辗后基本环形件的辗扩,主要辗内型面的加工。不加工,毛坯重量的波动反映在辗扩件的内、外径2典型工艺分析和沟径上。为达到机床的加
