[发明专利]推力滚子轴承套圈冷空间包络成形方法

说明书

本发明涉及构造一种推力滚子轴承套圈冷空间包络成形方法，包括以下步骤：S1、制作坯料；S2、将坯料放置于下模上，坯料上方放置锥辊；冷空间包络成形下模型腔与套圈锻件滚道背面相匹配，下模型腔中部设置与套圈锻件内表面相匹配的锥形凸台，凸台高出套圈锻件内表面轴向高度；锥辊是一个与推力滚子轴承套圈锻件滚道相匹配的圆锥，其绕自身轴线自转，同时绕通过包络中心的设备竖直轴线公转，包络中心位于套圈锻件上表面与设备竖直轴线的交点处；S3、下模带动坯料向上作直线进给运动，锥辊绕包络中心运动。本发明通过简单的矩形环件坯料直接冷空间包络成形径向厚度大、轴向高度小且滚道位于端面的推力滚子轴承套圈，生产效率高、材料利用率高、生产成本低。

技术领域

本发明涉及轴承套圈加工制造技术领域，更具体地说，涉及一种推力滚子轴承套圈冷空间包络成形方法。

背景技术

推力滚子轴承是机床、汽车、火车、船舶、飞机等运动机械不可或缺的关键基础件，其性能质量直接影响到主机的性能和寿命。套圈是推力滚子轴承的本体，其精度和性能直接决定了最终推力滚子轴承产品的服役性能和使用寿命。推力滚子轴承套圈径向厚度大、轴向高度小，且滚道位于套圈端面，若采用整体模锻成形，变形抗力大，易出现变形死区，套圈滚道无法顺利成形，而且上下模刚性打击，严重损害模具和设备寿命。环件轧制是环类零件先进制造技术，但不适合成形径向厚度大、轴向高度小的环件，而且环件轧制无法成形环件复杂上下端面。因此，环件轧制也无法成形推力滚子轴承套圈。目前，推力滚子轴承套圈加工工艺为：棒料加热反挤成筒形件，将筒形件车削切断成多个矩形环坯，再将矩形环坯车削成套圈零件。车削加工工序多、生产效率低、材料利用率低、生产成本高。而且，推力滚子轴承套圈滚道流线被切断，极大削弱了套圈力学性能。因此，上述加工工艺无法制造高性能推力滚子轴承套圈。

空间包络成形是指在锥辊与零件相对运动过程中，由锥辊复杂空间运动轨迹包络成零件形状的塑性成形方法。冷空间包络成形属于渐进塑性成形新工艺，产品精度高、力学性能和组织性能好、生产效率高、材料利用率高、生产成本低。更重要的是，冷空间包络成形特别适合成形轴向高度小且端面形状复杂的零件。综上所述，冷空间包络成形是高性能推力滚子轴承套圈先进制造技术。目前，还没有关于推力滚子轴承套圈冷空间包络成形方法的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种推力滚子轴承套圈冷空间包络成形方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种推力滚子轴承套圈冷空间包络成形方法，包括以下步骤：

S1、制作坯料，所述坯料为矩形环件，矩形环件坯料采用内孔定位，其内径等于锻件内径；

S2、将坯料放置于下模上，坯料上方放置锥辊；冷空间包络成形下模型腔与套圈锻件滚道背面相匹配，下模型腔中部设置与套圈锻件内表面相匹配的锥形凸台，凸台高出套圈锻件内表面轴向高度；锥辊是一个与推力滚子轴承套圈锻件滚道相匹配的圆锥，其绕自身轴线自转，同时绕通过包络中心的设备竖直轴线公转，包络中心位于套圈锻件上表面与设备竖直轴线的交点处；

S3、下模带动坯料向上作直线进给运动，锥辊绕包络中心运动，推力滚子轴承套圈滚道由动态锥辊经多道次连续空间包络成形，滚道背面由下模挤压成形，当套圈锻件轴向高度达到预定值时，下模停止进给。

上述方案中，所述坯料外径由变形率计算公式(1)确定：

其中是坯料的变形率，d₂是锻件的外径，d₁是坯料的外径，d₀是锻件或坯料的内径。

上述方案中，所述坯料材料为GCr15钢，放入下模前坯料进行球化退火软化处理，球化退火软化处理的坯料涂抹MoS₂润滑剂后放入下模型腔中。

上述方案中，所述下模内设有顶杆。

上述方案中，锥辊上任意一点按以下轨迹运动：