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軸承套圈冷輾工藝選擇軸承套圈

發布時間:2020-05-31人氣:92

 軸承套圈冷輾工藝選擇軸承套圈的工藝路線分為兩種形式:粗輾和精輾。精輾是指對待輾的毛坯進行切削加工,達到一定幾何精度并控制重量誤差,經過冷輾擴后,基本達到與精車件相當的技術要求,但密封槽、止動槽等需補充加工,通常還要在淬火前去除兩個端面余量。精輾的尺寸、形狀精度依靠冷輾機保證,對機床和模具要求較高,精輾后,部分產品還可通過整徑設備進行精整形進一步提高精度。粗輾也是一種精密輾擴,僅指毛坯較“粗”,指待輾毛坯為鍛件或毛管狀態。冷輾擴后,工件口徑擴大,壁厚減薄,截面形狀大體接近成品,類是毛坯粗車后的尺寸精度。各面均有加工余量,再通過切削加工形式獲得成品。粗輾是一種效率很高的加工方式,由于成品套圈精度由冷輾后的機加工保證,因此冷輾的要求較低,輾擴成本較低。粗輾主要適用于高速鐓鍛機加工的精鍛件。也有一些企業開始嘗試采用鋼管環件或普通鍛件進行粗輾。粗輾普遍采用輾后整徑工藝以提高工件精度。精輾和粗輾是一種并存的工藝,由軸承制造廠商根據自身的條件做出相應的選擇。主要影響因素是材料的來源。目前生產軸承的毛坯來源包括:精鍛件、普通鍛件和鋼管,以下分別對采用這幾種材料的冷輾工藝路線作介紹:4.4.1精鍛件 國內的精鍛件主要來源于高速鐓鍛機,尺寸段較小,適于加工小型軸承。高速鐓鍛機同步套鍛出內、外圈,除了部分圓錐軸承可直接供車加工外,大部分鍛件(尤其是外圈)必須進行冷輾以擴大口徑。利用冷輾,可擴大鐓鍛機的應用范圍。如外徑70mm鍛件經過輾擴后可達到φ90mm。所采用工藝精輾和粗輾并存。精鍛件粗輾和精輾的簡明工藝路線如下:A、精輾:鍛件 →精車(兩步)→冷輾 →軟磨端面(或車端面)→成品B、粗輾:鍛件 →噴丸 →冷輾 →退火 →軟磨外徑端面 →精車內徑、倒角、溝道 →成品 采用精輾工藝的優點:⑴ 整個工藝流程更為集中,可與多刀自動車床組成連線生產,工件下線后直接熱處理,可實現高效的自動化生產;

⑵ 精輾件對提高軸承品質最為有利。

精輾工藝的缺點:⑴ 為提高產品精度,必須精確控制毛坯重量,故對毛坯制造要求較高;⑵ 精輾件熱處理變形量相對較大,同時溝道的尺寸離散比車件大,對磨工造成一定影響;

⑶ 精輾件對模具精度要求較高。

采用粗輾工藝的優點:⑴ 采用粗輾工藝時,材料利用率最高可達到75%,而精輾工藝的材料利用率最高約72%;⑵ 粗輾對模具要求相對較低,降低了加工費用;

⑶ 輾后工件外徑和端面采用軟磨工藝,溝道精車,故精度較高。

粗輾工藝的缺點:⑴ 工序較多,產品流轉次數增加,輾后需進行去應力退火;⑵ 對冷輾機的潤滑和防護要求較高;

⑶ 輾后工件溝道的去除量較大,金屬流線出現斷頭。

從以上工藝路線對比可以看出,根據設備存量及技術要求,可采用相應工藝路線以獲得最佳效益。從成本角度考慮,則粗輾占優。4.4.2 普通鍛件  適用于中小型工件。由于國內精鍛件產量低,品種少,普通模鍛件精度不高,飛邊較大,不適宜采用粗輾工藝,故大量采用精輾工藝。目前生產的型號最小6304到最大的6322都有大量應用。鍛件粗車后,對毛坯件的外徑和高度軟磨,精車內徑以控制重量誤差,輾擴時,外圈直接輾擴成,內圈在輾擴后,通常進行整徑以提高尺寸精度。精輾的套圈,直徑100mm以下的圓度小于0.06, 尺寸精度0.08 ~0.12;直徑大于100mm的工件圓度小于直徑的0.6‰,尺寸精度為1‰,已接近精車水平,而溝形、溝位置、壁厚差等指標則優于精車件。采用普通鍛件進行精輾工藝其材料利用率最高可達72%,如6314冷輾套圈同比車工可節約材料320~340g,因此節材優勢明顯。采用精輾工藝時,毛坯制備相對簡單,設備投入少,尤其適合中小型企業采用。對于精輾件外圈的熱處理變形相對較大的問題,經過多年的不斷研究,通過調整熱處理工藝,合理選材并提高鍛件退火質量等措施,已取得突破性進展,基本滿足了軸承企業的要求。4.4.3 鋼管  利用軸承鋼管冷輾的主要優勢在于擴大了鋼管的使用范圍,以外徑計算輾擴比可達1.3倍,如6314/01如直接采用鋼管車加工需φ152mm直徑管材,超出了多數鋼管廠的加工范圍,而采用鋼管冷輾工藝,則所需鋼管口徑為φ115mm。鋼管冷輾的另一優勢在于冷輾毛坯制備簡便,相比鍛件減少了粗車工序,大量采用“以磨代車”,故加工成本較低。由于小型鍛件成本較高,目前在一些小型工件上也在大量采用鋼管冷輾。鋼管粗輾和精輾工藝流程對比如下:

A、精輾:鋼管切斷→軟磨外徑端面→倒角→精車內徑→冷輾→軟磨端面→成品

B、粗輾:鋼管切斷→去飛邊→冷輾→退火→軟磨外徑端面→精車內徑、溝道→成品

軸承鋼管采用粗輾可進一步提高材料利用率,但與鋼管精輾對比,工序較多,且受鋼管精度限制,尚未得到大量應用。

4.4.4 其它材料  冷輾也可用于低碳鋼、不銹鋼和有色金屬等,加工軸承配件如萬向節球籠保持器、“M”形滾針保持器、實體銅保持器等,工藝路線以精輾為主。近年來,非軸承類產品開發速度加快,工件復雜程度提高,如紡機綱領截面復雜,采用常規工藝制備冷輾毛坯難度很大,隨著技術發展,將出現環件通過切削加工與擠壓/旋壓等壓力加工形式,以獲得薄壁異形截面冷輾毛坯,從而實現經濟的冷輾生產。

5 精密冷輾擴軋制技術國內推廣應用現狀及二點建議

精密冷輾擴技術,自1976年洛陽軸承研究所,率先在國內立項研發至今,已經40多年。作為一項節能降耗,優質、高效制造環形金屬零件的先進制造技術,歷來受到黨和政府的重視和大力支持。早在30多年前國家主管部門就將這項技術和目前家喻戶曉的“三D打印技術”一塊,共同列為“快速精密成型技術及裝備”這一高新技術領域的“關鍵核心技術”給予重點支持?!傲?五”,“七.五”期間曾被列為“國家重大科技攻關項目”。國內不少科研院所,大專院校,國營大廠,在國家政策支持下都曾組織專業研發團隊,參與技術研發。以洛陽人為研發主體的,我國老、中、青三代工程技術人員歷經40多年艱苦探索,不斷創新,接力棒式持續研發。終於獲得技術突破,并使其逐步走向成熟。從上世紀九十年代中后期開始,“第一代”,“第二代”,“第三代”國產冷輾擴裝備先后在洛陽研制成功,并由洛陽推廣至全國各地,特別是浙江、江蘇、山東、廣東、福建、遼寧、四川等沿江沿海的軸承生產基地,并已逐步形成較大生產規模,創造良好經濟效益和社會效益。

多年來在黨和政府支持下,特別是中國軸承工業協會歷屆領導高度重視,積極推動協調下,目前國內軸承行業不少大、中型骨干企業,都不同程度的采用過或正在采用高品質冷輾擴軸承套圈制造精品軸承。不完全統計,國內目前擁有各種冷輾擴機床約500臺,85%系國產裝備。年產各種冷輾軸承套圈2億多套,年銷售產值10幾個億。多數為小型,中小型尺寸段的深溝球軸承套圈經過幾十年的持續研發和推廣應用,目前國內不僅能大批量生產各種深溝球冷輾軸承套圈,而且能生產雙列球、調心球、調心滾子、圓柱滾子,角接觸等內外套,外球面、滾針軸承外套。冷輾加工尺寸已涵蓋小型、中小型、中大型及部分大型尺寸段軸承套圈。我國年產軸承200多億套,可采用冷輾擴技術制造的不低于100億套,應用前景十分寬廣,后續技術研發和推廣應用任重道遠。

作為一項“關鍵核心技術”,精密冷輾擴軋制技術的持續研發和推廣應用,不僅涉及光、機、電、液一體化問題,而且和材料學、金屬流量學、鍛造、熱處理、自動控制等學科密切相關。要作好這項工作必需充分利用、優化、整合現有社會資源。為加快技術研發和推廣應用特提出以下兩點建議:

⑴  將“軸承套圈精密冷輾擴軋制技術”,列為我國軸承行業“共性技術聯合攻關項目”。組織科研院所,大專院校,裝備制造企業,軸承制造企業,協同作戰,聯合攻關。將與“軸承套圈精密冷輾擴軋制技術”相關的科技資源,加以整合,形成拳頭。有組織,有計劃,有目的,有要求的對技術研發及推廣應用過程中出現的各種技術難題,聯合攻關,重點突破。

⑵“榜樣的力量是無窮的”,建議盡快建立“國家級軸承套圈精密冷輾擴軋制技術示范基地”給企業提供看得見,摸得著,看后回去能模仿、能“克隆”的先進生產模式。給企業提供技術咨詢,培養技術人才的實習基地。

“空談誤國,實干興邦”。我們的“中國夢”就是讓“軸承套圈精密冷輾擴軋制技術”,在我國軸承行業遍地開花,結滿碩果。為國家節約資源,為企業創造實惠。為中國早日邁向軸承制造強國,作出積極貢獻。      

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