滚子冷镦上模制造工艺的改进

zhengxiaoliang

　　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
4 d/ a# ^! u, B& H3 M　　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。
3 d3 i8 M( q" b% ~+ Y5 u; M
7 J: a/ V" b* D  K$ l　　2工艺改进
　　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。
5 Z4 S5 }2 A& Z: M% r5 d　　3工装设计
  [- Y. W8 d+ D4 i) e0 @( P　　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。
0 Y0 r1 W" X* o
; I8 ~6 T, v! G( p1 r! c! b+ G' a　　3.1硬模设计
3 M. ^$ h/ @9 O" C3 _4 l) r　　硬模，如图4所示。材料选用W18Cr4V，热处理61-65HRC。
2 j9 w: o5 \( z: m
  R$ \5 v$ A+ I( o　　3.2定位套筒设计
　　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。
% c& W, [% ~2 H: [* Y6 T  Q3 S
- b% b/ @4 G4 n5 n& S; A　　4挤压要求
　　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
　　(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。
　　(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。
' ?. \/ Q: o2 L1 w3 @　　(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。
: X  x, U3 P$ @4 a# d( y　　(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。
8 p# E- t! W) I$ m3 R4 X　　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