[发明专利]一种铁路轴承环件的精密冷辗环成形方法

说明书

技术领域

本发明属轴承零件加工技术领域，涉及一种铁路轴承环件的精密冷 辗环工艺成形方法。

背景技术

铁路轴承包括为机车、货车、客车、动车组、地铁和轻轨等车辆配套 的轴承。铁路轴承是保持行车安全的重要部件。在铁路不断提速和重载化 的情况下，铁路轴承的运行工况日益苛刻和严酷，要求以最大限度的可靠 性保持其高性能。同时，要延长维修周期，提高工作寿命。使用最广泛的 铁路轴承是双列圆锥滚子轴承，其外环的内径有两段锥度用作轴承滚子的 滚道，其截面为梯形。这种轴承既可承受很大的径向力，也可承受一定的 轴向力，且可以补偿间隙，故在货车普遍采用，近年来高速客车轴承采用 双列圆锥滚子轴承的比例也越来越高，对其环件的制作工艺也提出更高的 要求。

目前这一类零件的典型加工工艺为：钢材圆钢经加热后墩粗、反挤、 切底并平高、扩孔然后车加工成形。这种传统的加工方法具有以下不足之 处：

1)材料利用率低：由于铁路轴承环件高度较大，通常在140mm以上， 形状较复杂，壁厚变化悬殊，壁厚最大处20mm左右，而最薄处仅7mm， 在热扩孔时为保证成形，不得不增大留量，导致材料利用率很低，通常不 超过55％；

2)加工较为困难：由于锻造留量较大，需要多次走刀才能完成一个 工作面的加工，生产效率较低；

3)切削过程切断了金属纤维，使工件的机械性能受到影响，导致轴 承环件抗疲劳强度降低，影响到整套轴承的寿命。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供 一种能提高环件的机械性能，生产效率高，工件形状一致性好，加工精度 高、材料利用率高的铁路轴承环件的精密冷辗环成形工艺。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种铁路轴承环件的精密冷 辗环成形方法，包括以下步骤：

1)锻造环件：将轴承钢棒料锻造成矩形截面的环形件；

2)球化退火：将制成的锻件进行球化退火，获得较低的硬度以便于 实施冷辗；

3)粗车：对锻件进行车削加工，基本去除氧化皮与脱碳层，消除锻 造时产生的壁厚差，粗车后的环件重量相互差小于1.6％；

4)预辗锥度：在常温下对粗车后的环件的两端进行局部辗压，两端 金属受模具挤压后产生局部变形被辗压出一段锥度，而环件基体有少量变 形，内、外径略有胀大，高度沿环件轴向略有延展，预辗需符合以下要求：

a.d₁/d₀＝k₁  k₁＝1.005～1.03

b.D₁₁/D₁≤1.025

c.H₀＝H₁-(1.75～2.5)

d.α₁＝α₂-(1°～1°30′)

e.β₁＝10°～12°

d₁：预辗环件内径  d₀：毛坯内径  k₁：预辗的辗扩比

D₁：预辗环件基体外径  D₁₁：预辗环件隆起部外径

H₀：毛坯高度  H₁：预辗环件高度  α₂：成品环件内锥面斜度

α₁：预辗环件内锥面斜度  β₁：预辗环件脱模角

5)修整形状：对预辗后的环件实施切削加工，去除其外圆两端的隆 起，在预辗出的斜度基础上继续延长斜度接近成品长度，修整完形状的环 件重量相互差小于1.2％；

6)精辗成形：在常温下对修整好形状的环件进行整体辗环，环件口 径扩大，壁厚减薄，内锥面的斜度、倒角、油沟等形状在辗环过程中逐步 成形，直到环件尺寸达到要求辗环过程终止，精辗必需符合以下要求：

a.d/d₂＝k₂  k₂＝1.35～1.38

b.H＝H₂-(0.7～1.2)

c.β₂＝6°～8°