一次冷辗扩成形两个锥形截面环件的方法技术

本发明专利技术涉及一种锥形截面环件成形的方法。本发明专利技术采用两种技术方案：第一种为整体式辗扩，第二种为分体式辗扩。一次冷辗扩成形两个锥形截面环件的方法，其特征在于：它包括如下步骤：１）下料：将棒材剪切成料段；２）制坯：将料段加热到热变形温度后镦粗，然后冲孔、冲连皮，制成整体环件坯料；３）退火：整体环件坯料退火；４）毛坯粗车：退火后的整体环件坯料车削成为辗扩用的整体环件毛坯；５）冷辗扩锥环：辗扩机的芯辊（２）上设有Ｖ型环槽，通过辗扩变形，使整体环件毛坯直径扩大到锥形截面环件产品尺寸成为锥环；６）采用车削的方法将锥环一分为二，得两个锥形截面环件产品。本发明专利技术具有成本低、生产效率高、产品质量好的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锥形截面环件成形的方法，具体涉及一种。
技术介绍
锥形截面环件产品在工业中应用和需求量很大，比如圆锥滚子轴承内外圈等，它不仅精度要求高，而且还要求有较长的使用寿命，而这些要求的关键就在于锥形截面环件的成形质量。现有的锥形截面环件的成形往往通过车削等机加工手段来实现，传统的加工工艺为下料、镦粗、冲孔、退火、内外径粗车和精车、平端面。这样的加工工艺既浪费了材料，又费时，导致生产效率低，成本高，而且产品的组织性能也不是很好，锥形截面环件的金属纤维不连续。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术的目的在于提供一种成本低、生产效率高、产品质量好的。为了实现上述目的，本专利技术采用两种技术方案第一种为整体式辗扩，即两个环件毛坯设计在一起，整体辗扩，然后采用车削的方法一分为二。，其特征在于它包括如下步骤1).下料将棒材剪切成料段，料段长度为L＝(1-3)(2Ti)，2Ti为整体环件毛坯的轴向尺寸；2).制坯将料段加热到热变形温度后镦粗，然后冲孔、冲连皮，制成整体环件坯料；3).退火整体环件坯料退火，退火温度为600℃-800℃，时间为1～3小时；4).毛坯粗车退火后的整体环件坯料车削成为辗扩用的整体环件毛坯；锥形截面环件产品的外径为Dof、大端内径为Dif、锥面角度为α、轴向尺寸为Tf、当量辗扩比为λ，1<λ<λmax=5.5rα0Rd(1+(RdRi)),]]>Rd，Ri分别为驱动辊半径和芯辊半径，rα0为环件毛坯平均半径，则辗扩用的整体环件毛坯的孔径为Dii=Difλ;]]>整体环件毛坯的轴向尺寸为2Ti＝2(Tf+m)，m＝0～0.4Tf；整体环件毛坯的外径Doi根据两个锥形截面环件体积与整体环件毛坯相等的条件确定；5).冷辗扩锥环辗扩机的芯辊2上设有V型环槽，将整体环件毛坯在常温下放入辗扩机的芯辊2的V型环槽与驱动辊1之间，在辗扩机的驱动辊1的旋转辗扩运动和芯辊2的直线进给运动作用下，整体环件毛坯被连续地咬入驱动辊和芯辊构成的型辗扩半封闭孔型中，通过辗扩变形，使整体环件毛坯直径扩大到锥形截面环件产品尺寸成为锥环；6).采用车削的方法将锥环一分为二，得两个锥形截面环件产品。所述的步骤5)中冷辗扩锥环，在辗扩中的芯辊进给速度的取值范围为 vmin=6.55×10-3nRd2Rot(RotRd-RitRd)2(1+RdRi+RdRot-RdRit)---(1)]]>vmax=2β2nRd2Rot(1+Rd/Ri)2(1+RdRi+RdRot-RdRit)---(2)]]>式中，n为驱动辊速度，Rot，Rit分别为环件毛坯在辗扩中的瞬时大端内外径，β为摩擦角；采用由小至大，再由大至小梯速度分段进给的方式来进给。第二种为分体式辗扩，即两个环件毛坯是独立的，再整体辗扩。，其特征在于它包括如下步骤1).分别下料将棒材剪切成两段料段，每段料段长度为L＝(1-3)Ti，Ti为环件毛坯的轴向尺寸；2).制坯将两段料段加热到热变形温度后镦粗，然后冲孔、冲连皮，制成2个环件坯料；3).退火2个环件坯料退火，退火温度为600℃-800℃，时间为1～3小时；4).毛坯粗车退火后的2个环件坯料车削成为辗扩用的2个环件毛坯；锥形截面环件产品的外径为Dof、大端内径为Dif、锥面角度为α、轴向尺寸为Tf、当量辗扩比为λ，1<λ<λmax=5.5rα0Rd(1+(RdRi)),]]>Rd，Ri分别为驱动辊半径和芯辊半径，rα0为环件毛坯平均半径，则辗扩用的环件毛坯的孔径为Dii=Difλ;]]>环件毛坯的轴向尺寸为Ti＝Tf+m，m＝0～0.4Tf，环件毛坯的外径Doi根据锥形截面环件产品体积与环件毛坯相等的条件确定；5).冷辗扩成型辗扩机的芯辊2上设有V型环槽，将2个环件毛坯在常温下放置在一起同时放入辗扩机的芯辊2的V型环槽与驱动辊1之间，在辗扩机的驱动辊1的旋转辗扩运动和芯辊2的直线进给运动作用下，2个环件毛坯3被连续地咬入驱动辊和芯辊构成的型辗扩半封闭孔型中，通过辗扩变形，使2个环件毛坯直径扩大到锥形截面环件产品尺寸成为锥形截面环件产品。所述的步骤5)中冷辗扩成型，在辗扩中的芯辊进给速度的取值范围为vmin=6.55×10-3nRd2Rot(RotRd-RitRd)2(1+RdRi+RdRot-RdRit)---(1)]]>vmax=2β2nRd2Rot(1+Rd/Ri)2(1+RdRi+RdRot-RdRit)---(2)]]>式中，n为驱动辊速度，Rd，Ri分别为驱动辊半径和芯辊半径，Rot，Rit分别为环件毛坯在辗扩中的瞬时大端内外径，β为摩擦角；采用由小至大，再由大至小阶梯速度分段进给的方式来进给。本专利技术由于采用冷辗扩工艺，不仅在毛坯准备阶段下料时可以节省一部分材料，而且在成形阶段不需要象传统工艺那样车削掉大量材料，因此使成本大大降低；同时可使锥形处形成连续的金属纤维组织，环件的机械物理性能得到大幅度提高，提高了产品质量；而且由于冷辗扩过程耗时很短，因此环件的生产效率相比传统工艺相比得到了很在的提高。本专利技术采用辗扩机的芯辊2上设有V型环槽，驱动辊和芯辊构成的型辗扩孔型，一次冷辗扩成形两个锥形截面环件，提高了生产率，同时半闭式孔型减小了端面宽展，节约了磨削时间。本专利技术采用辗扩用环件毛坯尺寸，节约材料，通过合理设计环件毛坯尺寸和改善毛坯加工工艺节约材料，同时也节约了传统工艺需要切削掉的材料，降低成本。本专利技术设计的辗扩工艺参数(在辗扩中的进给速度)，确保了环件的圆度和控制辗扩过程平稳。在冷辗扩时无需加热，在常温下进行辗扩即可，节约能源。在冷辗扩之前增加毛坯退火工序，可以消除由于锻打毛坯引起的加工硬化，使冷辗扩易于实现。附图说明图1-1是本专利技术锥形截面环件产品示意2-1是本专利技术冷辗扩用整体式锥形截面环件毛坯示意2-2是本专利技术冷辗扩用分体式截面环件毛坯示意3-1是本专利技术采用的整体式半闭式孔型辗扩初始时的示意3-2是本专利技术采用的整体式半闭式孔型辗扩结束时的示意3-3是本专利技术采用的分体式半闭式孔型辗扩初始时的示意3-4是本专利技术采用的分体式半闭式孔型辗扩结束时的示意4是本专利技术锥形截面环件冷辗扩工作原理5是本专利技术的进给曲线示意中1-驱动辊，2-芯辊，3-2个环件毛坯(或整体环件毛坯)，4-导向辊，P为油缸施加给导向辊支撑杆的力，ω为驱动辊转速，ν为芯辊进给速度。具体实施例方式实例1为整体式辗扩，即两个环件毛坯设计在一起，整体辗扩，然后采用车削的方法一分为二。，它包括如下步骤1).下料将棒材剪切成料段，料段长度为L＝(1-3)(2Ti)，2Ti为整体环件毛坯的轴向尺寸。2).制坯将料段加热到热变形温度后镦粗，然后冲孔、冲连皮，制成整体环件坯料。3).退火整体环件坯料退火，退火温度为600℃-800℃，时间为1～3小时。4).毛坯粗车退火后的整体环件坯料车削成为辗扩用的整体环件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一次冷辗扩成形两个锥形截面环件的方法，其特征在于：它包括如下步骤：１）．下料：将棒材剪切成料段，料段长度为Ｌ＝（１－３）（２Ｔ↓［ｉ］），２Ｔ↓［ｉ］为整体环件毛坯的轴向尺寸；２）．制坯：将料段加热到热变形温度后镦粗，然后冲 孔、冲连皮，制成整体环件坯料；３）．退火：整体环件坯料退火，退火温度为６００℃－８００℃，时间为１～３小时；４）．毛坯粗车：退火后的整体环件坯料车削成为辗扩用的整体环件毛坯；锥形截面环件产品的外径为Ｄ↓［ｏｆ］、大端内径为Ｄ ↓［ｉｆ］、锥面角度为α、轴向尺寸为Ｔ↓［ｆ］、当量辗扩比为λ，１＜λ＜λ↓［ｍａｘ］＝５．５／ｒ↓［ａ０］／Ｒ↓［ｄ］（１＋（Ｒ↓［ｄ］／Ｒ↓［ｉ］）），Ｒ↓［ｄ］，Ｒ↓［ｉ］分别为驱动辊半径和芯辊半径，ｒ↓［ａ０］为环件毛坯平均半径，则辗扩用的整体环件毛坯的孔径为Ｄ↓［ｉｉ］＝Ｄ↓［ｉｆ］／λ；整体环件毛坯的轴向尺寸Ｂ为２Ｔ↓［ｉ］＝２（Ｔ↓［ｆ］＋ｍ），ｍ＝０～０．４Ｔ↓［ｆ］；整体环件毛坯的外径Ｄ↓［ｏｉ］根据两个锥形截面环件体积与整体环件毛坯相等的条件确定； ５）．冷辗扩锥环：辗扩机的芯辊（２）上设有Ｖ型环槽，将整体环件毛坯在常温下放入辗扩机的芯辊（２）的Ｖ型环槽与驱动辊（１）之间，在辗扩机的驱动辊（１）的旋转辗扩运动和芯辊（２）的直线进给运动作用下，整体环件毛坯被连续地咬入驱动辊和芯辊构成的＊型辗扩半封闭孔型中，通过辗扩变形，使整体环件毛坯直径扩大到锥形截面环件产品尺寸成为锥环；６）．采用车削的方法将锥环一分为二，得两个锥形截面环件产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：华林，左治江，蓝箭，钱东升，韩星会，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]