滚子冷镦上模制造工艺的改进

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　　1工艺分析
　　我厂轴承圆锥滚子毛坯是在Z31-25自动冷镦机上，用滚子上模和下模将切料刀板切下的料段冷镦成型而成，图1所示。

　　图1 　　1.上模2.下模3.滚子
　　冷镦上模，如图2示。它是生产圆锥滚子的关键模具之一。其材料为GCr15钢，热处理58-60HRC，而滚子上模的加工一直沿用较早的工艺，即滚子上模的滚子穴型腔用成形刀加工而成。因此存生着以下不足：①滚子穴型腔因用成形刀加工，其粗糙度不理想，达不到设计图纸的要求，影响到滚子的质量；②在实际使用过程中，经常发生粘滚子而闷车现象，造成全套模具报废；③模具寿命较低。
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　　2工艺改进
/ `+ f- m0 u  {$ j, f. b# i　　针对上述问题，我们设法对滚子上模型腔加工进行工艺改进。由于滚子型腔复杂，无法用磨削工艺提高粗糙度。经过分析研究，提出了对滚子上模的滚子穴型腔采用冷挤压成型工艺。
- s& _, r+ A6 Z* `* B　　3工装设计
" f) ~" E0 k! s3 s8 ]3 G　　滚子上模型腔冷挤压成型模具，如图3所示。上、下硬模分别在滚子上模的上下两端面上挤出型腔。冲压滚子时只用一面型腔，当型腔磨损滚子成型尺寸超差时，换一面新型腔使用，提高上模利用率。
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　　3.1硬模设计
　　硬模，如图4所示。材料选用W18Cr4V，热处理61-65HRC。
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　　3.2定位套筒设计
  m4 J& d- [/ S　　定位套筒，如图5所示。材料选用65Mr，热处理48-52HRC。内径按650-0.05精加工成，中间开一条4mm的通槽，便于挤压时硬模和滚子上模自由装卸方便。

9 C5 X- j2 W0 `# U0 y　　4挤压要求
/ g1 u" C6 h( L% F) A+ b9 J　　如图3所示，在挤压时可根据硬模滚子型腔的实际深度，来调整挤压的行程进行挤压。为保证滚子上模型腔深度一致，将滚子上模高度在软磨时全部按工艺尺寸400-0.01加工。
　　5工艺改进后的优点
( ]) L: w2 ~1 _! |　　(1)提高了滚子上模型腔的粗糙度精度。由于硬模型腔制造粗糙度在Ra0.8以上，经过冷挤压的滚子上模型腔的粗糙度完全符合产品图纸的要求，大大提高了滚子上模的制造质量，避免了滚子上模粘滚子而造成的闷车现象。
　　(2)提高了滚子上模的使用寿命。滚子上模型腔经硬模冷挤压后，型腔的表面下一定厚度的金属组织致密，存在残余压应力，有利于提高模具疲劳寿命。经过实际使用证明，其使用寿命比原来提高2～3倍。
6 y# F! W% V0 n2 ~' G2 c" T　　(3)提高了滚子上模的加工效率。滚子上模型腔采用冷挤压一次成型工艺，比切削成型方法大大提高了滚子上模的加工效率。
　　(4)由于无粘滚子现象和换模次数减少，滚子的生产效率提高20%左右。
　　(5)由于模具寿命提高，加工滚子的尺寸和形状的稳定性提高。
　　6结论
　　实践证明，通过对滚子上模工艺的改进，从根本上解决了滚子上模的质量问题，避免了冷镦过程中的粘滚子现象。这一加工工艺的改进，对类似型腔模具的加工也具有一定的参考价值。【MechNet】
文章关键词： 滚子冷镦