【滚动轴承锻件】轴承锻件常用的下料方法

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轴承钢原材料一般为长棒料或盘料(小直径圆钢),轴承套圈锻造前都必须先切断成单个的毛坯料段再进行后续加工。下料的质量和生产率影响锻件的质量、成本及材料利用率,对于后续车加I也存在一定的影响。

常用的下料方法

当前采用的下料方法有剪切(分热剪切和冷剪切)下料、车切下料、蓝脆折断、锯切下料等,见表2-10。以往重大型轴承套圈还有热剁切下料法,由于能耗高,材料利用率低目前已经淘汰。热锻造以热剪切下料为主,对于一些尺寸大的套圈,由于用料多,加热时间长,需先在常温下料后再加热锻造。下料设备多数用压力机,也有剪床、车床、锯床或者汽锤。

1、剪切下料

钢材剪切包括弹性变形、塑性变形与剪断3个连续过程,如图2-10所示。

1)、热剪切:用于轴承套圈锻件的钢材绝大多数为热轧未退火棒料,内部为热轧组织,强度和硬度高,多数都采用热剪切下料工艺。

热剪切下料重量基本准确,料段较为规整,能满足锻造工艺要求;下料设备常见,生产率高,是当前行业内较好的无切屑下料方法。

热切前钢材需加热,一般加热温度为700~900℃,也可加热到锻造温度(1050~1110℃)。确定具体加热温度时应综合考虑钢材直径大小、车间现有下料设备的吨位、锻造时间与毛坯冷却速度等因素。

2)、冷剪切:冷剪切采用的原材料为退火或软化退火后的轴承钢棒料,退火材料成本高于热轧未退火棒料。冷剪切加工过程中原材料不需要加热,生产率高,劳动条件好且毛坯料段质量好,但这种下料方式剪切力大,下料设备吨位大。目前行业内较少采用此类下料方式。用于套圈毛坯下料,多用于滚子、钢球等重量较小的零件下料。

2、车切下料

在车床上用切断刀将钢材切断的下料方式为车切下料。车切下料用于直径较大的退火轴承钢,下料时钢材不需要加热,料段长度尺寸准确,端面平整且斜度较小。随着车加工设备发展,车切下料的高效率优势越发显著,因而近年来的发展速度快。由于切断刀具有一定的厚度,会造成较多的材料浪费,诸多车工厂专门针对套圈车削下料开发了专用切断刀以降低材料损耗。

3、蓝脆折断

钢在低温区域有一个脆性区,在此温度范围内,钢的塑性急剧降低,强度急剧升高,利用钢的蓝脆现象。在钢材外径划口产生应力集中而折断的方法称为蓝脆折断下料,称为“蓝脆”的原因是断口氧化呈现蓝色。

蓝脆折断下料的优点是下料模具简单,寿命长;料段端面平整,质量好;料段重量误差较小;生产率高,并能从料段断口上鉴别出原材料内部所产生的中心疏松等低倍缺陷。缺点是棒料折断前要先采用车床切出“V”口以产生应力集中,较为费工时,并要求棒料平直以保证断口平整性和重量误差,另外,若整根钢材加热温度不均,也会影响断口质量。目前应用减少。

钢材不同,蓝脆温度范围也不同,GCr15钢的蓝脆温度为280~330℃。同一种钢材,只有当原材料是锻造(或热轧)组织状态时,其蓝脆现象才比较明显。当GCr15钢材的硬度小于300HBW时,钢材经常产生压弯、压塌、压不断等现象,即使将划口加深,提高或降低加热温度,折断质量仍不稳定。

4、锯切下料

锯切下料是指采用锯床切测的下料方法,常见锯床包含圆盘锯、弓锯和带锯。与车切下料相似,锯切下料适用于退火状态的轴承钢,钢材无须加热,切的料段长度尺寸比较准;与车切不同的是锯切下料的生产率很低,但锯缝较窄,一般只适用于单件或小批的大直径原材料下料。近年来,高速圆锯切在大型,特大型套圈下料中应用较为广泛。

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