調心滾子軸承鍛件成形輾擴工藝方案設計

洛陽LYC軸承有限公司鍛造廠 （河南 471003） 黃 喆 王戰冶 郭 凱

軸承四大件（內套、外套、滾動體、保持器）中內外套采用鍛造方法制坯，其工藝方案為：下料→加熱→鍛造→輾擴→退火。

輾擴工藝在軸承行業的套圈鍛造中已得到極為廣泛的應用。在實際生產中，大都是以錘——擴孔機、壓力機——擴孔機組成的生產線形式出現。輾擴過程如圖1所示，將溫度、尺寸都符合要求的坯料套在輾壓輥6上，輾壓輪4在液壓缸5作用下輾擴坯料，坯料和輾壓輥6依靠摩擦力作用一起轉動，金屬沿工件切線方向延伸，使坯料直徑逐漸增大至碰到推力輥7時，受到推力輥約束，平穩擴展。當輾擴到預定尺寸時，就碰到預先調整好的信號輥1給出信號，表示坯料已經輾擴成為所需鍛件。

圖1 輾擴過程

調心滾子軸承由一個帶球面滾道外圈和一個雙滾道內圈，一個或兩個保持器及一組球面滾子組成，具有調心功能，可以自動調整因軸與軸承座之間角度誤差所產生的傾斜或軸的撓曲，應用廣泛。調心滾子軸承外圈滾道為球面，輾擴時易產生端面凹心缺陷；內圈為雙滾道，結構復雜，不易輾擴。

因此，大多調心滾子軸承鍛件都鍛造成圓柱直筒型，其滾道在車工工序“挖”出，浪費大量材料。隨著鍛造技術不斷發展，成形輾擴應運而生。所謂成形輾擴，即通過使用成形模具，使鍛件外形更接近成品。外套鍛件內徑滾道靠成形輾壓輥（見圖2）輾出，內套鍛件外徑滾道靠成形輾壓輪輾出。與直筒形鍛件相比，成形輾擴鍛件在降低原材料消耗及提高軸承壽命方面具有不可比擬的優勢，是軸承鍛造業發展的方向和趨勢。

圖2 成形輾壓輥

1.成形輾擴鍛造工藝

（1）外圈 成形鍛件形狀與成品形狀相似，如圖3所示。

（2）內圈 C型（如22324C/02）。C型軸承內圈兩側無擋邊，兩列球面滾子之間有一個活動中擋邊，鍛件外形如圖4所示。

圖3 調心滾子軸承外套鍛件

CA型（如22322CA/02）。CA型軸承內圈兩側有擋邊，兩列球面滾子之間有（或無）一個活動中擋圈，鍛件外形如圖5所示。

帶固定擋邊的調心滾子軸承（如3632/02）內圈兩側有擋邊，中間有一個固定中擋邊，鍛件外形如圖6所示。

圖4 C型內圈

圖5 CA型內圈

圖6 3632/02

2.模具設計

（1）輾壓輥 為便于模具加工和下工序夾持，鍛件內徑留出一定長度的直臺。適當增加滾道留量，利于輾擴。圓弧與圓柱直徑之差(D1–D)等于鍛件溝徑與內徑(d1n–dn)之差，鍛件溝徑尺寸靠模具尺寸保證。

（2）輾壓輪 鍛件成形后，需要專用模具。對于外套鍛件，僅需要成形輾壓輥，成本較低。而對于內套鍛件，需要成形輾壓輪、推力輥、檢查輥，成本較高，而且模具老化后如何返修也是問題。如何降低模具成本，提高模具壽命是鍛件成形輾擴必須解決的難題。

輾壓輪原設計方案為整體式，缺點是該結構輾壓輪在加工一定數量的產品后，型槽磨損變寬，造成鍛件高度超差而使該模具報廢，造成了較大的浪費。為解決這一難題，將輾壓輪改為組合式結構。

將整體式輾壓輪改為組合式上、中、下三片結構，如圖7所示，在輾壓輪磨損失效后，拆開修復再組合拉緊即可繼續使用。這樣就解決了工裝模具難以修復再利用的問題，降低了模具費用。

圖7 成形輾壓輪

3.成果

完成22326CA/02、53630H/02等21個型號試制，節材統計如附表所示。

節材統計表