31316大錐角軸承內套鍛件仿形工藝

劉振威，王玉杰，王戰冶

圖1為31316/02由直筒設計為仿形的鍛件示意，仿形后錐角約為。這類產品若實現成形輾擴，滾道流線接近成品，既可以提高材料利用率，又有力地提高了該軸承的接觸疲勞強度。

1.工藝方案確定及難點分析

（1）繪制鍛件圖 31316/02留量公差參考現行標準，外徑內徑留量為為補償可能出現的端面缺陷，高度留量適當放大，取如圖2所示。

（2）加工難點分析 在輾擴過程中，輾壓輪在D51Y-250E擴孔機液壓力的作用下以壓力F輾擴環坯。鍛件在徑向相當鐓粗拔長，金屬沿周向流動，內外徑同時擴大。外錐形鍛件軸向截面積不等，在斜坡處產生分力，使該處局部變形力減小，變形困難。如圖3所示，斜坡處來自輾壓輪的變形分力，使坯料變薄，另一分力，有使坯料向小端面移動的趨勢（其中α為外錐形鍛件錐角）。

α越大，F1越小，變形越困難。擴孔機在該處分配金屬的能力減弱，因此制坯時要保證各截面分料合理。小端面處壁最薄，最容易塑性變形，隨著輾擴進行出現軸向毛刺。大端面處壁最厚，輾擴力產生的表面變形不易傳遞到坯料中心，易形成凹心。

（3）工藝路線確定 如圖4所示，為保證鍛件尺寸，糾正內徑錐度，擴孔后增加整徑環節。

2.解決方案

（1）工藝關鍵點 工藝保證輾擴比1.3～1.8，保證輾壓輥強度的前提下，適當增大輾擴比，選用φ45mm標準沖頭。

控制鍛造溫度防止超溫，不使毛坯在室溫下停留時間過長，在最佳塑性變形溫度區域800～1100℃間完成輾擴。

圖1 31316/02直筒和仿形鍛件外觀對比

圖2 31316/02鍛件

保證設備性能要求，不允許輾壓輪與推力輥的過分竄動造成擋邊尺寸超差（見圖5）。

（2）模具準備 依據等截面定律，計算鍛件各截面毛坯尺寸，完成鍛件“第一次”分料，對影響毛坯質量“反擠”環節重點控制，設計半封閉成形凹模，毛坯大部分處于凹模內，大擋邊上部自由變形。端面壓平，套下表面加工成斜坡形（一般3°～5°），使最終毛坯外形如圖6所示。輾擴時坯料逐漸充滿輾壓輪型腔，有效防止端面凹心。

3.生產效果

如圖7所示，生產試制后31316/02鍛件毛坯及成品尺寸、技術要求符合工藝，外觀質量良好。

我單位另有9278、31316X2/02兩個型號的大錐角鍛件投產。相關數值統計如附表所示。

從上表可以看出2012年12月至2013年10月，共生產3個型號，節材率在30%以上，共節約軸承鋼6.2t，經濟效益顯著。

2012年12月至2013年10月份實際生產下列3種型號節材

圖3 31316圓錐內套輾擴

圖4 工藝流程

圖5 31316/02套圈整內徑示意

圖6 反擠、沖孔毛坯示意

圖7