專(zhuān)利名稱(chēng)：行星輥輾擴(kuò)成型方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于環(huán)形錐孔件的輾擴(kuò)成形方法及裝置。
環(huán)形錐孔件，如圓錐軸承套圈的輾擴(kuò)成形一般利用環(huán)形坯料在

圖1所示的輾擴(kuò)裝置上輾擴(kuò)成形，圖中輾壓輪1作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)并繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)形坯料4在輾壓輪和芯軸之間受力變形、導(dǎo)向輥用以使坯料彎曲，當(dāng)環(huán)坯達(dá)到預(yù)定尺寸時(shí)與信號(hào)輥接觸，并使其轉(zhuǎn)動(dòng)，操作者便隨即停止加載。這種輾擴(kuò)方法，靠輾壓輪加載，并依靠工具和坯料間的摩擦作用帶動(dòng)芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輾擴(kuò)時(shí)，坯料壁厚減薄，寬度略有增加，金屬主要沿切向(圓周方向)伸長(zhǎng)流動(dòng)。
采用圖1所示的輾擴(kuò)裝置，在輾擴(kuò)時(shí)，由于輾壓輪和芯軸都處于彈性狀態(tài)，易產(chǎn)生彈性彎曲，并因此產(chǎn)生較大的撓度，導(dǎo)致所輾擴(kuò)的鍛件內(nèi)錐角不易準(zhǔn)確控制。同時(shí)，由于鍛件的外經(jīng)靠信號(hào)輥檢測(cè)，由操作人員用肉眼觀察控制，使鍛件的內(nèi)，外經(jīng)的尺寸精度不可能很高，因而影響產(chǎn)品質(zhì)量。此外，由于芯軸處于懸壁狀態(tài)，在輾壓輪加載時(shí)，易產(chǎn)生疲勞而折斷。環(huán)形坯料在輾擴(kuò)后，由于尺寸精度不高，往往需要較大量的車(chē)削加工，因此輾擴(kuò)前的環(huán)形坯料在下料時(shí)需要留出一定的余量用于車(chē)削加工，從而造成較低的材料利用率。
本發(fā)明的目的在于提供一種行星輥輾擴(kuò)成形方法，用于環(huán)形錐孔件的輾擴(kuò)成形，采用該方法，可以獲得很高的成形尺寸精度，減少加工時(shí)間，提高材料利用率、改善被加工部件的組織性能，提高使用壽命。并設(shè)計(jì)出一種用于該方法的裝置。
本成形方法的要點(diǎn)在于將環(huán)狀坯料放在凹模內(nèi)，由行星輥組合沖頭進(jìn)行軸向加載，在加載過(guò)程中，組合沖頭在凸模體的帶動(dòng)下相對(duì)于凹模進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，組合沖頭的工作輥和軸輥在摩擦作用下自轉(zhuǎn)。根據(jù)斜楔原性行星輥組合沖頭對(duì)坯料加載的較小軸向力可轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的徑向力，在該徑向力的作用下，坯料發(fā)生塑性變形。其壁厚減薄，并沿切向伸長(zhǎng)，當(dāng)坯料與凹模接觸后，坯料外徑不再變化，金屬主要沿軸向伸長(zhǎng)流動(dòng)。
本發(fā)明所涉及的輾擴(kuò)成形裝置由行星輥組合沖頭和凹模兩部分組成。如圖2所示，行星輥組合沖頭用于上述成形方法的軸向加載，凹模起固定坯料外徑尺寸的作用，行星輥組合沖頭由支承輥8和工作輥7組成，支承輥和工作輥的上端均與一凸模體以軸承相連接因此支承輥和工作輥在外力作用下可自由轉(zhuǎn)動(dòng)凸模體安裝在滑塊上，由滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使凸模體產(chǎn)生相對(duì)于凹模的軸向移動(dòng)，凸模體又與驅(qū)動(dòng)器連接，使之可沿周向轉(zhuǎn)動(dòng)。工作輥由三個(gè)或三個(gè)以上可自轉(zhuǎn)的軸輥組成，沿支承輥圓周均勻設(shè)置，從而形成一行星輥組合沖頭。工作輥為一圓錐體，工作輥安裝后的外斜角β應(yīng)與工件內(nèi)孔的錐角相等，各工作輥的軸線與支承輥的軸線成等傾角。上述凸模體的周向轉(zhuǎn)動(dòng)，亦可由通過(guò)將凹模體與驅(qū)動(dòng)器連接，從而使凹模體做周向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)代替。
在輾擴(kuò)過(guò)程中、支承輥與工作輥組成的行星輥組合沖頭為一剛性很大的實(shí)體、輾擴(kuò)時(shí)的徑向力由它們之間相互平衡而抵消。輾擴(kuò)時(shí)行星組合沖頭對(duì)置于凹模內(nèi)的工件軸向加載并同時(shí)作周向轉(zhuǎn)動(dòng)，工作輥和凹模分別與坯料的內(nèi)、外壁接觸，在工作輥的滾壓作用下，坯料發(fā)生塑性變形，壁厚減薄，高度增加。鍛件的外徑由凹模模膛尺寸控制，內(nèi)孔錐角等于工作輥的外斜角β，鍛件的內(nèi)孔尺寸取決于組合沖頭的行程位置，多余金屬增加到高度方向。
由于凹模模膛尺寸和工作輥的外斜角β是一定的。組合沖頭的行程可通過(guò)限程裝置準(zhǔn)確控制，因此采用本裝置輾擴(kuò)后，除幅高外，可獲得尺寸精確的輾擴(kuò)件，冷輾后錐孔表面的光潔度可達(dá)到9以上。
例如7510圓錐軸承套圈的原加工工藝是鍛造→球化退火→粗車(chē)→精車(chē)→淬火、回火→磨加工。如果粗車(chē)后用本裝置進(jìn)行冷輾擴(kuò)，除上端面需少量車(chē)削外，外徑、內(nèi)孔和底端面只需少量磨削便可達(dá)到成品尺寸要求，錐孔表面光潔度可達(dá)到9～10，其工藝過(guò)程是鍛造→球化退火→粗車(chē)→冷輾擴(kuò)→淬火、回火→磨加工。
采用本發(fā)明可提高材料利用率約20％；并較大程度地改善套圈工作部位的組織和性能，提高軸承的使用壽命，由于輾擴(kuò)后工件的尺寸精確，可以簡(jiǎn)化磨加工工序，提高磨加工的效率。
本發(fā)明可用于冷態(tài)，也可用于溫態(tài)精密輾擴(kuò)，成形，本裝置裝在汽動(dòng)或液壓的快速壓力機(jī)上即可使用。
圖1為環(huán)形件一般輾擴(kuò)裝置示意圖、圖中1輾壓輪2導(dǎo)向輥，3輾壓芯軸，4鍛件，5信號(hào)輥。
圖2為本發(fā)明采用的輾擴(kuò)裝置原理圖，圖中6凸模體，7工作輥，8支承輥，9輾擴(kuò)工作，10凹模，11凹模體，12頂出器。
實(shí)施例采用本裝置對(duì)7510軸承套圈進(jìn)行輾擴(kuò)成形，每分鐘成形10件，組合沖頭的軸向加載力為10T，成形后錐孔表面光潔度為10，外徑尺寸精度為±0.1mm，內(nèi)徑尺寸精度為±0.1mm，橢園度在±0.05mm以內(nèi)，錐角偏差在±5′以內(nèi)，壁厚差為0.1mm。
權(quán)利要求
1.一種用于環(huán)形錐孔件輾擴(kuò)成形的方法，其特征在于根據(jù)斜楔原理，通過(guò)行星輥組合沖頭對(duì)固定在凹模內(nèi)的環(huán)形坯料進(jìn)行軸向加載，把較小的軸向加載力轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的徑向力，在此徑向力作用下，使環(huán)形坯料發(fā)生塑料變形而成形。
2.一種用于權(quán)利要求1所述成形方法的裝置，其中包括滑塊，凸模體，凹模體，其特征在于由支承輥8與工作輥7構(gòu)成一行星輥組合沖頭，支承輥8與工作輥7的上端與凸模體6軸承連接凸模體安裝在滑塊上，凸模體與驅(qū)動(dòng)器連接，在驅(qū)動(dòng)器作用下可作周向轉(zhuǎn)動(dòng)，工作輥由三個(gè)或三個(gè)以上可自轉(zhuǎn)的軸輥組成，沿支承輥8圓周均勻設(shè)置并與支承輥8摩擦接觸，工作輥為一圓錐體，安裝后的外斜角β應(yīng)與工作內(nèi)孔的錐角相等，各工作輥的軸線與支承輥軸線成等傾角，凹模置于凹模體內(nèi)。
3.權(quán)利要求1所述的輾擴(kuò)裝置，其特征在于所述凹模體與驅(qū)動(dòng)器相連接使凹模體可沿周向轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
一種用于環(huán)形錐孔件的輾擴(kuò)成型方法及裝置，主要由工作輥和支承輥組成的行星輥組合沖頭和凹模組成，通過(guò)行星輥組合沖頭對(duì)置于凹模內(nèi)的工件軸向加載并同時(shí)作周向的轉(zhuǎn)動(dòng)，使工件發(fā)生塑性變形而成型。成型后具有較高的尺寸精度，錐孔內(nèi)表面光潔度可達(dá)9以上，成型后只需對(duì)幅高作少量車(chē)削。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工效率高，采用該裝置可大大提高材料利用率從而降低加工成本，并可改善工件工作部位的組織性能提高使用壽命。
文檔編號(hào)B21H1/06GK1035067SQ88100839
公開(kāi)日1989年8月30日 申請(qǐng)日期1988年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月11日
發(fā)明者呂炎 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)