軸承套圈冷輾件端面出現(xiàn)毛刺的原因分析及改進(jìn)

劉國倉，王延召

（浙江天馬軸承股份有限公司，杭州 310015）

1 前言

軸承套圈冷輾加工過程中，冷輾件端面上經(jīng)常出現(xiàn)較大的毛刺（圖1）。可能存在的情況，一種是剛換的新模具輾出的產(chǎn)品端面上出現(xiàn)毛刺；另一種是新模具輾出的產(chǎn)品合格，但經(jīng)過一段時間或輾過幾百件、上千件產(chǎn)品之后，輾出的產(chǎn)品端面上又開始出現(xiàn)毛刺。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，造成冷輾產(chǎn)品端面出現(xiàn)毛刺的原因主要是加工模具時參數(shù)選擇的不合理或模具磨損后沒有及時更換返修。

圖1 冷輾件端面出現(xiàn)毛刺實物圖

2 新模具

用新模具冷輾的套圈端面出現(xiàn)毛刺，主要原因是新模具加工時槽深T、槽寬B、脫模角θ選擇不合理。

2.1 槽深

選最小坯料的壁厚分配槽深，輾輪、芯輥參數(shù)分配如圖2所示。由冷輾擴(kuò)的原理知：由一個主驅(qū)動的模具（冷輾輪）來成形外表面形狀，以一個從動的旋轉(zhuǎn)模具（芯輥）來成形內(nèi)表面形狀，由支承輪將其擠壓成形［1］。在輾壓過程中冷輾輪是主驅(qū)動，故冷輾輪槽深TM應(yīng) 大于坯料壁厚的一半以上（一般取毛坯壁厚的1／2～2／3），盡可能加大外圈輾輪槽深可避免冷輾件端面起毛刺［2］。而芯輥槽深Tm應(yīng)大于等于套圈內(nèi)徑圓角尺寸［3］。

圖2 輾輪及芯輥參數(shù)分配圖

2.2 槽寬

槽寬的選擇應(yīng)考慮冷輾件的最小高度及脫模回彈量［4］。輾輪槽寬最小值BM為：

式中：Bo為冷輾件最小寬度；ΔB為脫模回彈量，一般在0.03～0.06 mm；ΔB′為模具的彈性變形，一般在0.03 mm左右。

一般芯輥的槽寬Bm應(yīng)比輾輪的槽寬BM大0.10～0.20 mm。對內(nèi)圈芯輥應(yīng)選上限，以利于調(diào)整錐度，但還應(yīng)考慮毛坯的高度，相差過大易造成外徑尺寸偏差及端面不平。

2.3 脫模角

脫模角也是影響套圈端面毛刺的主要參數(shù)。脫模角可選3°～15°，脫模角越大，越易成形，但端面斜度過大，磨削量過大。而斜度過小，金屬流動性差，不易成形且模具易粘料。選擇脫模角的原則是：輾擴(kuò)比越大，冷輾毛坯壁越大，脫模角越小；輾擴(kuò)比越小，冷輾毛坯壁越小，脫模角越大。表1為幾個常見軸承型號的脫模角。

3 使用過的模具

冷輾成形時，模具在工件端面上滾動（或滾動+滑動），坯料在凹模內(nèi)變形并產(chǎn)生切向流動，使坯料與模具間產(chǎn)生劇烈摩擦，造成不同程度的磨損傷痕，嚴(yán)重的磨損將使模具的型腔尺寸發(fā)生變化或改變模具的表面狀態(tài)使之不能繼續(xù)使用。這主要是模具磨損后槽寬B、脫模角θ的大小產(chǎn)生變化所致。因此，必須按上述的幾個參數(shù)分析對模具進(jìn)行修磨，以避免出現(xiàn)毛刺。

4 結(jié)束語

從軸承套圈冷輾模具的設(shè)計入手，經(jīng)過不斷地實踐和改進(jìn)，總結(jié)出模具參數(shù)的選擇及其相應(yīng)尺寸的匹配。該方法對冷輾軸承套圈端面出現(xiàn)毛刺有顯著的改善效果，從而提高了冷輾軸承套圈的產(chǎn)品質(zhì)量，具有很好的推廣價值。