佟 娜，劉世華

（哈爾濱軸承集團公司 鍛壓分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，軸承用戶對軸承壽命、精度和質量要求越來越高，同樣對軸承套圈的鍛造要求也隨之提高，如何能使鍛件既加工成本低、幾何精度高，又能生產(chǎn)出高質量的鍛件產(chǎn)品，是設計確定鍛造工藝路線和加工方法的首要選擇，多年來鍛造軸承套圈一直沿用傳統(tǒng)的壓力機擠壓-輾擴工藝和自由沖孔-輾擴工藝，經(jīng)常出現(xiàn)鍛件尺寸散差大、鍛件橢圓、錐度大，嚴重影響了鍛件尺寸精度和材料的利用率。因此，舊的加工模式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)在生產(chǎn)的需要。

2 整徑工裝的設計及使用方法

為了解決上述存在的各種質量問題，彌補生產(chǎn)設備老化，精度差，操作者的操作水平不能完全保證鍛件質量這一難題，在過去壓力機擠壓-輾擴工藝和自由沖孔-輾擴工藝基礎上，設計出整徑工藝裝備，增加擴孔后套圈再整徑工序。整徑可減少因輾環(huán)機的精度差和操作者技術水平低對鍛件的影響，利用整徑模具將鍛件外徑尺寸以及內(nèi)徑尺寸進行控制，糾正橢圓度、錐度等幾何偏差，統(tǒng)一外徑或內(nèi)徑尺寸，提高鍛件合格率，為車加工車削創(chuàng)造有利條件。參考我廠從西德引進的瓦格納PdA400/P125鍛件生產(chǎn)線整徑工藝，結合各種規(guī)格鍛件的實際情況，針對生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的各種質量問題，用改進創(chuàng)新的理念重新設計了完全適合分廠實際狀況的JH21-110鍛件整徑工裝。其工裝設計結構圖見圖1 所示。

該工裝結構簡單，性能完善，實用性強，剛性好，堅固耐用，使用穩(wěn)定可靠，模具更換和零件調(diào)節(jié)方便。

2.1 外套整徑

如圖1 所示，在輾擴后直接進行外徑整徑時，工裝上部分8號模座中安裝上7號件、6號件，然后用15號插板插入7號件帶錐度的環(huán)形槽中，用兩個M20外六角螺栓緊固，再在6號件上安裝隨套圈規(guī)格使用的25號整徑壓模即可。工裝下墊板部分在4號件上換上隨套圈規(guī)格使用的整徑模，用5號件壓蓋壓緊，M24螺栓緊固即可整外徑。

圖1 JH21-110壓力機鍛件整徑工裝

2.2 內(nèi)套整徑

生產(chǎn)內(nèi)套整內(nèi)徑時（例如圓錐內(nèi)套等），同樣在8號模座中換裝上11、12、13號件，然后用15號插板同樣緊固后再在11號件M24螺栓上換上隨規(guī)格使用的內(nèi)套整徑?jīng)_頭24號件。工裝下墊板部分在4號件上換上隨內(nèi)套套圈規(guī)格使用的整徑模，22號、23號件用5號件壓緊。內(nèi)套整徑退料是由安裝在下墊板上的21、18、17、16、14號件完成的。當整徑?jīng)_頭插入鍛件內(nèi)徑中漲孔時，套圈粘在整徑?jīng)_頭上，需要用退料板16號件和退料圈22號件把套圈退下，完成退料，圖1所示為套圈整徑中，滑塊工作在下死點，退料板壓下彈簧縮性變形位置。圖1中所示安裝在16號件退料板中的退料圈隨鍛件規(guī)格更換，需要時，還可以對內(nèi)套套圈平幅平端面。

2.3 下墊板螺紋孔鑲套設計

下墊板的整徑壓蓋用4個M24內(nèi)六角螺栓固定，由于裝卸頻繁，加上水蝕、磨損，螺紋孔很容易損壞，一旦損壞，修改螺紋孔很困難。為了提高下墊板的使用壽命，設計了可更換的活動螺紋孔鑲套，在下墊板底端由M12沉頭螺釘和2號件止動套固定，使用可靠、更換方便，減少了中停維修時間。

2.4 整徑模冷卻裝置

整徑時模具的冷卻好壞，直接影響整徑模使用壽命，如果壽命低，更換頻繁，直接影響生產(chǎn)效率，影響產(chǎn)量。因此，新工裝設計時，特別在8號件與7號件、5號件與26號件整徑模配合間隙處設計了冷卻水環(huán)形槽并在圓周方向單向開了六個很淺的溢流槽，使冷卻水通過5號件設計的凹面聚水，流向整徑模的工作面達到冷卻的目的，使上整徑?jīng)_模和下整徑模得到充分冷卻，改變了原冷卻水管冷卻滿身滿地濺水的狀況，提高了模具壽命，改變了工作環(huán)境。

3 整徑模具的設計

整徑工藝分兩種，一種外徑面為圓柱時，需整外徑；一種外徑面為其它幾何形狀，內(nèi)徑面為圓柱形，需整內(nèi)徑。

3.1 模具尺寸的設計

整外徑時，鍛件直徑方向尺寸受壓縮，鍛件需從整徑模中通過,因此，外圈整徑模（見圖2）工作面需要有導向角度，還要有工作直臺。設計時，導向角度大小應適當選取，太大會導致摩擦阻力增大，鍛件通過整徑模時會使鍛件端面變小；導向角太小，鍛件不好往整徑模中放置，容易放不正壓偏，因此經(jīng)實際驗證最佳的導向角度應取3°～5°比較合適。設計直臺時，應使直臺大于10mm或根據(jù)工件直徑幅高，適當增加寬度，因為直臺設計過小鍛件整徑效果不好，直臺過大，則摩擦阻力增加。為此,在設計整徑模直臺寬度時，根據(jù)鍛件大小及輾擴工藝情況綜合考慮整徑量與直臺大小。為避免整徑量過大，出現(xiàn)凹心，凹模粘料，過早磨損刮傷鍛件外徑的現(xiàn)象出現(xiàn)，在經(jīng)過大量的工藝試驗后，現(xiàn)在外徑整徑量取1～3mm，內(nèi)徑整徑量在1～2mm,并在生產(chǎn)中應用至今，使鍛件外形和尺寸從根本上得到改善。

圖2 外圈整徑模

圖3 內(nèi)圈整徑?jīng)_頭

3.2 模具的材料選用

由于整徑模是鍛件在900℃左右的熱狀態(tài)下整形，因此選用的內(nèi)圈整徑?jīng)_頭和外圈整徑模材料必須具有優(yōu)良的熱強度性能，即高韌性、紅硬性，在較高工作溫度下耐熱疲勞，保持足夠的硬度，并且不會降低性能，同時能承受很大的沖擊，在復雜的應力下不變形，不破碎，不斷裂，具有高的淬透性，因此，選用性能優(yōu)良的3Cr2W8V熱模具鋼作模具材料，比重為8.35，紅硬性和耐熱疲勞性能好，其外形見圖2、圖3所示。由于新工裝模具有很好的冷卻條件，使整徑?jīng)_頭、整形模等各種模具壽命較高，每件模具可生產(chǎn)鍛件9000～11000件左右，經(jīng)濟效果十分可觀。

4 結束語

通過采用新設計的工裝和模具對各種型號中、小形鍛件進行長時間整徑驗證，鍛件的尺寸精度和形位公差得到了明顯的提高，鍛件的橢圓度和錐度由原0.3～0.7mm降到了現(xiàn)在的0.1mm，即提高尺寸精度，又降低了鍛件的下料重量，提高了材料的利用率，收到了可喜的經(jīng)濟效益。