專利名稱：一代輪轂軸承內(nèi)外圈的塔形成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一種適用于高速鐓鍛機(jī)上制造的一代輪轂軸承內(nèi)外圈的塔形成型工藝。
背景技術(shù)：
一代輪轂軸承是汽車重要的行走機(jī)件，對(duì)軸承的壽命及可靠性有嚴(yán)格的要求。軸承主要是由內(nèi)圈、鋼球、密封件和外圈組成。該系列軸承內(nèi)外套圈毛坯必須采用鍛件，特別是外圈，很多高檔軸承還追加冷輾擴(kuò)工藝成型。目前軸承套圈毛坯的鍛造工藝在熱鐓機(jī)上均采用單獨(dú)鍛造的工藝方法即一個(gè)沖程生產(chǎn)一個(gè)套圈(無論是內(nèi)圈還是外圈)，這種工藝內(nèi)外圈成型過程中都會(huì)產(chǎn)生料芯，造成浪費(fèi)。因該系列軸承外圈配有兩個(gè)內(nèi)圈，因此外圈的高度比普通軸承高很多，通常單鍛也存在一定的難度。因此要加上內(nèi)圈一起成型，那么成型件的總高又增加很多，鍛造難度更大。因此如何設(shè)計(jì)鍛造工藝是技術(shù)人員要解決的關(guān)鍵問題，工藝設(shè)計(jì)不好或不合理， 則無法穩(wěn)定的在熱鐓機(jī)上實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)。目前內(nèi)外圈傳統(tǒng)的鍛造工藝方法，如圖I和圖2 所示，包括有下料、鐓粗、成型、沖孔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一代輪轂軸承內(nèi)外圈的塔形成型工藝，該工藝能最大限度的節(jié)約原材料，降低成本，提高設(shè)備效率，將內(nèi)外圈成型設(shè)計(jì)成連體，采用塔形鍛造成型工藝，在熱鐓機(jī)上一次完成內(nèi)外圈鍛造，即一個(gè)沖程同時(shí)生產(chǎn)一個(gè)外圈和一個(gè)內(nèi)圈。本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用解決方案為一代輪轂軸承內(nèi)外圈塔形成型工藝，包括有以下工藝步驟下料、鐓粗、成型、內(nèi)外圈分離和內(nèi)圈沖孔，其特征在于所述的成型具體步驟是
1)匹配合適塔形鍛造的內(nèi)圈型號(hào)
首先設(shè)計(jì)外圈的小內(nèi)徑尺寸，外圈輾擴(kuò)比為I. 15 I. 5，內(nèi)圈的外徑要小于或等于外圈的小內(nèi)徑尺寸，以包容在外圈里，實(shí)現(xiàn)塔形鍛造，塔形件的總高為45mm 55mm ；
2)塔形工藝設(shè)計(jì)
進(jìn)行內(nèi)圈設(shè)計(jì)，根據(jù)成品內(nèi)圈的零件尺寸將加工余量均勻分配設(shè)計(jì)出鍛件，增加內(nèi)圈的大擋邊厚度，根據(jù)冷輾擴(kuò)成型原理，對(duì)應(yīng)的外圈鍛件尺寸得以定型，以確定塔形件的形狀，再設(shè)計(jì)好料芯的厚度后即可得到成型充分時(shí)的鍛件體積，然后再逐步倒推計(jì)算鍛造下料和鐓粗各工藝尺寸。按上述方案，所述的塔形件的外圈外徑輪廓為階梯狀，并且使外圈的上下兩端壁厚均勻，以便為冷輾擴(kuò)做準(zhǔn)備，同時(shí)外圈在被頂出時(shí)，塔形件與凹模的摩擦接觸面分為兩段，外圈的上端被頂出后，其下端與凹模不存在摩擦，以降低頂出力，同時(shí)減少模具磨損。
按上述方案,所選取的內(nèi)圈的大擋邊高度最好為9 15mm,以降低整個(gè)塔形件的總高，降低鍛造難度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
I、合理設(shè)計(jì)塔形鍛件，充分利用熱鐓機(jī)的4個(gè)工位，(通常輪轂套圈鍛造只用到3個(gè)工位)在一個(gè)沖程內(nèi)完成內(nèi)外圈兩個(gè)鍛造品；2、材料利用率大幅提高，該工藝實(shí)際上將外圈的料芯成型成了內(nèi)圈，而內(nèi)圈料芯很小，產(chǎn)生的廢料極少，是一種突破常規(guī)的設(shè)計(jì)方式。


圖I是其中一種外圈傳統(tǒng)鍛造成型工藝流程圖2是圖I對(duì)應(yīng)的內(nèi)圈鍛造成型工藝流程圖3是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的工藝過程做進(jìn)一步的說明，但是不能構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，且本發(fā)明其余未解釋部分均與現(xiàn)有技術(shù)一致。一代輪轂軸承內(nèi)外圈塔鍛成型工藝，如圖3所示，包括有以下工藝步驟
1)下料根據(jù)成品內(nèi)圈的零件尺寸設(shè)計(jì)內(nèi)圈鍛件，其中，內(nèi)圈外徑尺寸為53.8mm，大擋邊的高度為14. 8_，匹配合適的外圈尺寸后即可進(jìn)一步設(shè)計(jì)塔形鍛件的尺寸，塔形鍛件的高度為49mm,選取一定的料芯的厚度后可以得到成型充分的鍛件體積,料芯厚度為8mm, 然后再計(jì)算棒料直徑和長(zhǎng)度，保證棒料長(zhǎng)徑比0. 8-1.2即可，在本實(shí)施例中，棒料直徑為 50mm,長(zhǎng)度為 61mm ；
2)鐓粗鐓粗直徑小于鍛造成型外徑尺寸0.5-1毫米即可；
3)成型該工位是本發(fā)明的核心，塔形設(shè)計(jì)的好，成型得以實(shí)現(xiàn)；
本發(fā)明的成型工藝具體步驟是
a)匹配合適塔形鍛造的內(nèi)圈型號(hào)
首先設(shè)計(jì)外圈的小內(nèi)徑尺寸為53. 8_，外圈輾擴(kuò)比為I. 3，內(nèi)圈的外徑要小于外圈的小內(nèi)徑尺寸，以包容在外圈里，實(shí)現(xiàn)塔形鍛造，塔形件的總高為49mm ；
b)塔形工藝設(shè)計(jì)
進(jìn)行內(nèi)圈設(shè)計(jì)，根據(jù)成品內(nèi)圈的零件尺寸將加工余量均勻分配設(shè)計(jì)出鍛件，增加內(nèi)圈的大擋邊厚度，外圈尺寸在內(nèi)圈定型的基礎(chǔ)上也就可以定型，根據(jù)冷輾擴(kuò)成型原理，對(duì)應(yīng)的外圈鍛件尺寸得以定型，以確定塔形件的形狀，再設(shè)計(jì)好料芯的厚度后即可得到成型充分時(shí)的鍛件體積，然后再逐步倒推計(jì)算鍛造下料和鐓粗各工藝尺寸。所述的塔形件的外圈外徑輪廓為階梯狀，并且使外圈的上下兩端壁厚均勻，以便為冷輾擴(kuò)做準(zhǔn)備，同時(shí)外圈在被頂出時(shí)，塔形件與凹模的摩擦接觸面分為兩段，外圈的上端被頂出后，其下端與凹模不存在摩擦，以降低頂出力，同時(shí)減少模具磨損。所選取的內(nèi)圈的大擋邊高度最好為14. 8mm,以降低整個(gè)塔形件的總高，降低鍛造難度。4)內(nèi)外圈分離塔形件在分離工位沖裁，外圈完成，內(nèi)圈坯件完成；
5)內(nèi)圈沖孔最后一個(gè)工位將內(nèi)圈坯件的料芯沖掉，完成內(nèi)圈后鍛造結(jié)束。
上述工藝適用的四工位熱鐓機(jī)，在機(jī)械手的傳遞下，一個(gè)沖程完成兩個(gè)產(chǎn)品。區(qū)別于常規(guī)軸承的塔鍛工藝就是該系列軸承高度高，突破了設(shè)備的極限，但經(jīng)過精確計(jì)算和選型，可以實(shí)現(xiàn)鍛造生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一代輪轂軸承內(nèi)外圈塔形成型工藝，包括有以下工藝步驟下料、鐓粗、成型、內(nèi)外圈分離和內(nèi)圈沖孔，其特征在于所述的成型具體步驟是1)匹配合適塔形鍛造的內(nèi)圈型號(hào)首先設(shè)計(jì)外圈的小內(nèi)徑尺寸，外圈輾擴(kuò)比為I. 15 I. 5，內(nèi)圈的外徑要小于或等于外圈的小內(nèi)徑尺寸，以包容在外圈里，實(shí)現(xiàn)塔形鍛造，塔形件的總高為45mm 55mm ；2)塔形工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行內(nèi)圈設(shè)計(jì)，根據(jù)成品內(nèi)圈的零件尺寸將加工余量均勻分配設(shè)計(jì)出鍛件，增加內(nèi)圈的大擋邊厚度，根據(jù)冷輾擴(kuò)成型原理，對(duì)應(yīng)的外圈鍛件尺寸得以定型，以確定塔形件的形狀，再設(shè)計(jì)好料芯的厚度后即可得到成型充分時(shí)的鍛件體積，然后再逐步倒推計(jì)算鍛造下料和鐓粗各工藝尺寸。
2.按權(quán)利要求I所述的一代輪轂軸承內(nèi)外圈塔形成型工藝，其特征在于所述的塔形件的外圈外徑輪廓為階梯狀，并且使外圈的上下兩端壁厚均勻，以便為冷輾擴(kuò)做準(zhǔn)備，同時(shí)外圈在被頂出時(shí)，塔形件與凹模的摩擦接觸面分為兩段，外圈的上端被頂出后，其下端與凹模不存在摩擦，以降低頂出力，同時(shí)減少模具磨損。
3.按權(quán)利要求I或2所述的一代輪轂軸承內(nèi)外圈塔形成型工藝，其特征在于所選取的內(nèi)圈的大擋邊高度為9 15_，以降低整個(gè)塔形件的總高，降低鍛造難度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一代輪轂軸承內(nèi)外圈的塔形成型工藝，包括有下料、鐓粗、成型、內(nèi)外圈分離和內(nèi)圈沖孔，成型步驟是1)匹配合適塔形鍛造的內(nèi)圈型號(hào)設(shè)計(jì)外圈的小內(nèi)徑尺寸，外圈輾擴(kuò)比為1.15～1.5，內(nèi)圈的外徑要小于或等于外圈的小內(nèi)徑尺寸，以包容在外圈里，實(shí)現(xiàn)塔形鍛造，塔形件的總高為45mm～55mm；2)塔形工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行內(nèi)圈設(shè)計(jì)，根據(jù)成品內(nèi)圈的零件尺寸將加工余量均勻分配設(shè)計(jì)出鍛件，增加內(nèi)圈的大擋邊厚度，再設(shè)計(jì)好料芯的厚度后得到成型充分時(shí)的鍛件體積，然后再逐步計(jì)算鍛造下料和鐓粗各工藝尺寸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1、合理設(shè)計(jì)塔形鍛件，在一個(gè)沖程內(nèi)完成內(nèi)外圈兩個(gè)鍛造品；2、材料利用率大幅提高。
文檔編號(hào)B21K1/04GK102581204SQ20121003366
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者周紅剛, 尹曉波, 石磊 申請(qǐng)人:黃石哈特貝爾精密鍛造有限公司