一种内外球面金属环件的冷辗扩加工装置，包括轴线平行的辗压轮、芯轴、二个支撑轮、托辊，其特征在于，芯轴中部的凸型槽用于冷辗工件内球面的成形，芯轴凸型槽的二侧为左右二支撑轮；辗压轮的外圆凹型槽用于冷辗工件外球面的成形；辗压轮外圆凹型槽的圆弧的中线与芯轴外圆凸型槽的圆弧的中线相重合；左右二支撑轮之间对应的侧面与工件两端面为动配合；冷辗扩过程中，工件置于辗压轮的外圆凹型槽与芯轴的外圆凸型槽形成的半封闭的加工孔型内，所述辗压轮为主动轮，支撑轮和芯轴向辗压轮方向做进给运动，在凹型槽与凸型槽的共同作用下使工件逐步辗扩为成品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轴承零件加工技术，特别是涉及一种以冷辗扩的方法加工内、外球 面金属环件的方法及其相应装置的技术。
技术介绍
内、外球面金属环件广泛应用于轴承领域，典型的工件例如带座轴承的外环、 调心轴承的外环、关节轴承的关节、万向球笼保持器等。所采用的材料常见的有轴 承钢、不锈钢和低碳合金钢等。这一类型的零件除了要求有较高的制造精度外，由 于其工作场合多数用于汽车、农机和机械等领域，对其内在质量也有较高要求。目前这一类零件的典型加工工艺为钢材经锻造或穿孔拔管改制，形成具有一 定加工留量的金属环件，再以各种类型的金属切削机床通过多道工序加工成具有一 定尺寸精度和形位公差的零件。这种传统的加工方法具有以下不足之处1) 球面加工效率低，由于内球面或外球面多用仿形车床、数控车床或专用球面 车床加工，加工时刀具沿一定轨迹对工件进行切削，并且受毛坯形状限制，需要多 次走刀才能完成一个工作面的加工，因此生产效率较低；2) 浪费材料，受锻造和制管条件限制，工件毛坯是按照成品工件的内、外径的 最大直径处放机加工留量的，受球面弧度的影响，大量的材料被白白浪费；3)切削过程切断了金属纤维，使工件的机械性能受到影响。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能提 高环件的机械性能，生产效率高，工件形状一致性好，加工精度高、材料利用率高 的内、外球面金属环件的冷辗扩加工方法及其装置。为了解决上述技术问题，本专利技术所提供的一种内、外球面金属环f^的冷辗扩加 工装置，包括轴线平行的辗压轮、芯轴、二个支撑轮、托辊，其特征在于，芯轴中 部的凸型槽用于冷辗工件内球面的成形，即芯轴的外圆凸型槽轴向截面的形状与成 品工件轴向截面的内球面(径)形状一致，以形成环件的内球面，芯轴凸型槽(轴 向)的二侧为左右二支撑轮；辗压轮的外圆凹型槽用于冷辗工件外球面的成形，即 所述凹型槽截面形状与成品工件轴向截面的外形吻合，以形成环件的外球面；辗压 轮外圆凹型槽的圆弧的中线与芯轴外圆凸型槽的圆弧的中线相重合；左右二支撑轮 之间对应的侧面为工件的止推面，其与工件两端面为动配合，以限制辗扩过程中工 件的轴向移动；冷辗扩过程中，工件置于辗压轮的外圆凹型槽与芯轴的外圆凸型槽 形成的半封闭的加工孔型内，所述辗压轮为主动轮，支撑轮和芯轴向辗压轮方向做 进给运动，在凹型槽与凸型槽的共同作用下使工件逐步辗扩为成品。进一步的，所述托辊在辗扩加工过程中(径向的)从外向内始终顶住工件，用 于稳定工件位置和限制工件轴向移动；所述托辊轴向截面圆弧凹型槽的形状与成品 工件轴向截面的外形吻合，托辊截面的圆弧的中线与辗压轮外圆凹型槽的圆弧的中 线和芯轴外圆凸型槽的圆弧的中线相重合，以保证工件受力的平衡并保证成品的外 形。进一步的，所述托辊通过滚针轴承绕托辊轴回转，锁紧螺母通过隔套消除两端 推力轴承的轴向间隙，微调螺杆调整托辊轴向位置，百分表用作位置指示，使托辊 (截面)的圆弧的中线与辗压轮外圆凹型槽的圆弧的中线和芯轴外圆凸型槽的圆弧 的中线相重合，紧定螺钉固定托辊轴向位置。进一步的，所述的左右二支撑轮之间对应的侧面与工件两端面的间距均为 0. 5mm。进一步的，所述的金属环件的材质为轴承钢、不锈钢和低碳合金钢。进一步的，所述支撑轮采用Crl2MoV经过淬火，硬度范围HRc58 62,其左右 二支撑轮之间对应的侧面(止推面)粗糙度RaO. 1，表面3 5um TiC镀膜，与金 属的摩擦系数小于0.15。为了解决上述技术问题，本专利技术所提供的一种内、外球面金属环件的冷辗扩加 工方法，包括以卞步骤；1) 材料改制；将材料制成环件；2) 材料软化；将制成的环件进行热处理退火，获得较低的硬度以便于实施冷辗扩；3) 冷辗毛坯制备； 冷辗毛坯的内径<formula>formula see original document page 7</formula>其中A: = 1.35 —1.55 (^。冷辗毛坯内径-d:冷辗成品内径冷辗毛坯的高度<formula>formula see original document page 7</formula>其中:成品工件高度 //。毛坯高度:成品法向壁厚 力壁厚修正系数 /2 :辗扩比修正系数A :辗扩比冷辗毛坯外径的确定根据辗扩前后工件重量不变的原则，由上述公式确定毛 坯内径和高度后，通过重量与体积计算能求得对应的外径；将软化后的环件经过切削加工制成符合所述冷辗毛坯内径、外径和高度的冷辗毛坯；以供冷辗扩4) 冷辗扩成型；使用冷辗毛坯，在冷辗扩机床上，采用内、外球面金属环件加 工装置，并经调整，使托辊的圆弧的中线、芯轴的圆弧的中线与工件圆弧的中线吻 合，同时调节支撑轮，使支撑轮止推面与工件的间距到合适状态；执行冷辗扩过程，模具部分中辗压轮的外圆凹型槽和芯轴的外圆凸型槽轴使工件实现成型，而所述托 辊和支撑轮的止推面用于稳定工件位置和限制工件轴向移动。进一步的，所述步骤2)中热处理退火后制成环件的硬度范围为HB160 217, o s《320MPa。进一步的，所述步骤l)中将材料(棒料)锻造成管状的环件。进一步的，所述步骤l)中将材料制成钢管再切断成环件。利用本专利技术提供的内、外球面金属环件的冷辗扩加工方法及其装置，由于采用冷辗扩成型的方法加工内、外球面金属环件，具有效率高，精度好的优点。由于是利用成型模具一次辗扩加工成型，被加工件的形状精度由模具保证，因此工件形状一致性好，精度高；内、外球面一次成型，其同轴度远高于切削加工获得的工件。在冷辗扩过程中，金属材料的流线按模具轮廓取向，无断头，金属组织更致密，因此有利于提高环件的机械性能。冷辗扩本身是无切削加工，所用毛坯形状简单，口径小，容易制备，其切削佘量小，相对传统方式，可节约大量原材料，有利于降低成本。 附图说明图1-l为本专利技术实施例内、外球面金属环件形式之一示意图； 图l-2为本专利技术实施例内、外球面金属环件形式之二示意图； 图1-3为本专利技术实施例内、外球面金属环件形式之三示意图； 图2为本专利技术实施例内、外球面金属环件冷辗用毛坯的示意图； 图3为本专利技术实施例内、外球面金属环件冷辗扩状态的示意图； 图4为本专利技术图3实施例的A向视图5为本专利技术实施例内、外球面金属环件冷辗扩用轴向微调托辊示意图。 图中l-辗压轮；2-芯轴；3-内、外球面金属环件；4-支撑轮；5-托辊6-托 辊架；7-滚针轴承；8-推力轴承；9-托辊轴；10-微调螺杆座；11-微调螺杆；12-紧定螺丝；13-隔套；14-锁紧螺母；15-百分表架；16-百分表。 具体实施例方式以下结合附图说明对本专利技术的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于 限制本专利技术，凡是采用本专利技术的相似方法、结构及其相似变化，均应列入本专利技术的 保护范围。本专利技术实施例所提供的一种内、外球面金属环件的冷辗扩加工方法及其装置。 如图1-1所示，所述的内、外球面金属环件，为万向球笼保持器，材料为20CrMo;图l-l中H为环件高度，d)D为环件外径，-d为环件内径，S为环件法向壁厚； 本专利技术实施例所提供的一种内、外球面金属环件的冷辗扩加工方法实现的步骤如下1) 钢材锻造(改制)；将适当重量的金属棒料切断一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种内外球面金属环件的冷辗扩加工装置，包括轴线平行的辗压轮、芯轴、二个支撑轮、托辊，其特征在于，芯轴中部的凸型槽用于冷辗工件内球面的成形，芯轴凸型槽的二侧为左右二支撑轮；辗压轮的外圆凹型槽用于冷辗工件外球面的成形；辗压轮外圆凹型槽的圆弧的中线与芯轴外圆凸型槽的圆弧的中线相重合；左右二支撑轮之间对应的侧面与工件两端面为动配合；冷辗扩过程中，工件置于辗压轮的外圆凹型槽与芯轴的外圆凸型槽形成的半封闭的加工孔型内，所述辗压轮为主动轮，支撑轮和芯轴向辗压轮方向做进给运动，在凹型槽与凸型槽的共同作用下使工件逐步辗扩为成品。
【技术特征摘要】
1、一种内外球面金属环件的冷辗扩加工装置，包括轴线平行的辗压轮、芯轴、二个支撑轮、托辊，其特征在于，芯轴中部的凸型槽用于冷辗工件内球面的成形，芯轴凸型槽的二侧为左右二支撑轮；辗压轮的外圆凹型槽用于冷辗工件外球面的成形；辗压轮外圆凹型槽的圆弧的中线与芯轴外圆凸型槽的圆弧的中线相重合；左右二支撑轮之间对应的侧面与工件两端面为动配合；冷辗扩过程中，工件置于辗压轮的外圆凹型槽与芯轴的外圆凸型槽形成的半封闭的加工孔型内，所述辗压轮为主动轮，支撑轮和芯轴向辗压轮方向做进给运动，在凹型槽与凸型槽的共同作用下使工件逐步辗扩为成品。2、 根据权利要求l所述的内外球面金属环件的冷辗扩加工装置，其特征在于， 所述托辊在辗扩加工过程中从外向内始终顶住工件，用于稳定工件位置和限制工件 轴向移动；所述托辊轴向截面圆弧凹型槽的形状与成品工件轴向截面的外形吻合， 托辊截面的圆弧的中线与辗压轮外圆凹型槽的圆弧的中线和芯轴外圆凸型槽的圆弧 的中线相重合，以保证工件受力的平衡并保证成品的外形。3、 根据权利要求l所述的内外球面金属环件的冷辗扩加工装置，其特征在于， 所述托辊通过滚针轴承绕托辊轴回转，锁紧螺母通过隔套消除两端推力轴承的轴向 间隙，微调螺杆调整托辊轴向位置，百分表用作位置指示，使托辊的圆弧的中线与 辗压轮外圆凹型槽的圆弧的中线和芯轴外圆凸型槽的圆弧的中线相重合，紧定螺钉 固定托辊轴向位置。4、 根据权利要求l所述的内外球面金属环件的冷辗扩加工装置，其特征在于， 所述的左右二支撑轮之间对应的侧面与工件两端面的间距均为0. 5mm。5、 根据权利要求l所述的内外球面金属环件的冷辗扩加工装置，其特征在于， 所述的金属环件的材质为轴承钢、不锈钢和低碳合金钢。6、 根据权利要求l所述的内外球面金属环件的冷辗扩加工装置，其特征在于， 所述支撑轮采用Crl2MoV经过淬火，硬度范围HRc58 62，其左右二支撑轮之间对 应的侧面粗糙度RaO.l，表面3 5um TiC镀膜，与金属的摩擦系数小于0. 15。7、 一种权利要求l、 2所述的内外球面金属环件的冷辗扩加工装置的加工方法， 其特征在于，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘岷，
申请(专利权)人：刘岷，
类型：发明
国别省市：31
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