热挤压轴承套圈锻造工艺

轴承套圈的结构简单且多样，它的锻造工艺一直在不断的被提出并探讨，使其逐渐有所改进和优化。这些工艺上的不断优化，不但减少了整个工艺大批量加工的费用，还使生产出的轴承套圈品质更加优良。

1、热挤压套圈锻造工艺的现状

目前我国的轴承套圈的生产过程一般可分为以下四个阶段，即：锻造、热处理、磨削工序的监控和标志管理。它的锻造主要是以“挤压―辗扩”的热锻工艺为主。其工艺路线为：下料、加热、镦粗、挤压成形、切底、辗扩、喷丸。锻造过程中若产生过烧、过热、内裂成网状碳化物等都会降低套圈的韧性和强度，使其质量有所下降。

因此必须始终严格控制与温度有关的量，例如加工温度、循环加热和锻后散热条件等问题，特别是对于较大的套圈，更应注意。

我国现行的轴承套圈锻造，尤其是中、大型轴承套圈，普遍采用的是单挤、单挤扩的工艺，也就是说，先把料加热后傲粗，挤压预成形，再切芯料扩孔成形，经整径可得到轴承的外圈。生产内圈的方法与之相同，但最后整径的工序可省去不做。

2、热挤压轴承套圈锻造工艺的设计原则

2.1重量不变的轴承套圈锻造工艺设计原则

重量不变原则就是指参与锻造的锻件在锻造的过程中保持相等的重量。在锻造的过程中不但需要时刻考虑锻件的整体重量在经过煅烧后的平均损失情况，还要考虑到锻件在煅烧过程中因温度的不同而对锻件尺寸造成的影响，以便能够准确设计出不同状态下的工序尺寸，确保锻造品合格。

因此，不但需要有适当足够的重量参与变形和成形， 充分考虑火耗、锻件余量及尺寸公差的实际状况、合理配置重量等，还要明确工艺过程中轴承套圈的温度的变化对应的尺寸的变化，即热变形系数， 综合以上几点准确的设计出不同状态下的工序尺寸。重量不变原则对于轴承套圈锻造工艺的设计至关重要。

2.2完全圆整锻造缺陷的轴承套圈锻造工艺设计原则

轴承套圈的锻造过程总是由多个锻造工序组合而成的，在各个阶段的锻造工序当，或多或少的会存在一些锻造缺陷。例如锻件在外观上出现的毛刺、凹坑、圆角、裂缝等问题，这些缺陷如不能在锻造的过程中得到充分良好的圆整，势必将复印到最终的锻件成品中，影响整体的锻件质量，因此，要求在锻造工艺设计方面尽量实现较好的初始化毛坯条件，且锻造变形量应较大，以尽量减少初始化毛坯存在的各种缺陷。

2.3同比例变形的轴承套圈锻造工艺设计原则

锻造后形成的锻造产物通常称之为毛坯，加工成毛坯再到成品需经多次变形逐点逐步的锻造方可完成，因此，若在这个过程中不能保证各部分具有相同的变化比例，则会因各部分的不同程度的变形而产生毛刺、凹坑、圆角和夹皮等各种不同程度上的锻造缺陷，以及加工变形而存在的内部应力导致的失圆变形， 这些缺陷会一直向下传递，影响到接下来的车削、磨削工序， 轴承成品精度造成不良影响。

3、轴承套圈套锻造工艺的特殊性

3.1下料规格与镦粗比的问题

要特别重视材料规格和下料长径比这一约束条件，以实现镦粗料坯的最佳初始化尺寸，而不致产生较大的镦粗鼓度，顺利实现料坯在套切模腔中径处的准确稳定的定位操作，不致产生因定位不准而形成的斜切及壁厚差等缺陷。

3.2扩孔比的控制

扩孔比的大小与相应的毛坯缺陷的消除能力是有一定关系的。扩孔比越大，相对应的毛坯缺陷的消除能力越强。因为充分辗扩后形成的锻件内部组织致密，在多重参数的影响下，扩孔比不可能无限大的取值;扩孔比越小，消除毛坯缺陷的能力就越弱，对前道工序仿形要求越高，提高了对前道工序的质量要求。因此，扩孔比的取值不可能无限小。扩孔比的选取会直接决定扩孔机单件生产的单元时间，这一点在压力机与扩孔机联成的生产线中，对生产定额的影响至关重要。

3.3压平量的控制及其与扩孔比的关系

压平量的取值越大，涨孔压平后的毛坯表面形成的外观缺陷影响较大，要求适当大的扩孔比进行充分辗扩消除缺陷，压平量的取值越小，对涨孔压平后毛坯表面形成的外观缺陷影响较小，因此较小的扩孔比辗扩即能消除，但是比较小的压平量不足以消除套切形成的两端平面缺陷，也达不到涨孔的要求，所以压平量不能取得很小，一般根据轴承套圈锻造规范及实际生产经验要求，压平量的取值范围在15%～25%Cn之间较为合适。

扩孔比和压平量的共同取值既要分别符合各自的要求，又要保证相互取值的分布能够符合线性同比分布。

4.、轴承套圈锻造工艺的优化

4.1轴承套圈锻造优化的整体概述

我国现有的锻造工艺是存在一些问题的，这些问题或多或少的导致了制造企业的资源上的浪费，使整个生产的成本提升，锻件的质量有所不足的情况。

轴承套圈锻造加工的目的主要有两个

一是获得与产品形状相近的毛坯，从而提高金属材料的有效利用率，以节约原材料，减少机械加工量，从而大大地降低所需的成本;

二是消除金属的内部缺陷，改善金属内部组织，使金属流线分布合理，从而提高轴承的使用寿命。

可以考虑将原直圈辗扩工艺改造成仿形辗扩工艺，从套圈锻件留量大小和形状两方面来优化锻造工艺，从而提高材料利用率和产品质量。

4.2建立工艺模型的优化方式

目前许多轴承套圈加工时的加热是以燃煤或天然气为主， 火耗过大，锻件表面质量差，且对现行余量标准压缩困难。合理的工艺模型的建立有利于对整个工艺的控制，在现有的加工条件下， 采用仿形辗扩工艺是比较理想的。

它消除了原辗扩工艺中不合理的留量，能有效提高材料利用率和产品的质量。首先应收集足够的数据，建立起一个完善的产品数据系统，数据库应涵盖需要优化的产品的相关工艺参数及所需材料等信息，以便为整个工艺模型提供基本的数据支持。在完成工艺优化设计的同时，也提高了设计效率，降低了工艺出错的机率。

5、结语

轴承套圈的锻造工艺较为复杂，但在专家学者的不断研究下，其锻造工艺中的弊端必将一一被解决，最大程度的发挥出工艺本身的优越性。