本發(fā)明涉及塑性變形的冷輾擴(kuò)領(lǐng)域，具體涉及一種雙件冷輾擴(kuò)成型工藝及成型模具。

背景技術(shù)：

冷輾擴(kuò)加工是一種少、無(wú)切削的新工藝，由于精密冷輾擴(kuò)能最大限度地使工件形狀和精度接近于成品零件的形狀和精度，并可顯著改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，世界各國(guó)都在致力于冷輾擴(kuò)技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究，并已在批量生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用。如英國(guó)FORMFIO公司的冷輾生產(chǎn)線(xiàn)，德國(guó)SKF公司的EMB型封閉成型擴(kuò)孔機(jī)冷輾生產(chǎn)線(xiàn)，德國(guó)寶飛螺(巴德杜本)的URWA型全自動(dòng)軸承套圈冷輾機(jī)，日本共榮的CRF型冷輾機(jī)等，其中德國(guó)和日本的設(shè)備在國(guó)內(nèi)軸承行業(yè)已有少量引進(jìn)。隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有很多企業(yè)可以制作各種類(lèi)型的冷輾機(jī)，尺寸范圍已經(jīng)拓展到350mm，同時(shí)，各應(yīng)用企業(yè)對(duì)冷輾技術(shù)的關(guān)注不斷增加，冷輾技術(shù)也逐步得到廣泛應(yīng)用，加工領(lǐng)域逐步從軸承件拓展到汽車(chē)、航空航天、軍工等高端零部件領(lǐng)域。因此了解冷輾擴(kuò)的工作原理、工藝以及所存在的優(yōu)劣勢(shì)，有助于企業(yè)對(duì)于冷輾擴(kuò)的應(yīng)用作出正確選擇。

上述所說(shuō)的冷輾成型方式均是一件零件的加工循環(huán)，加工效率不夠高。如果能夠在一個(gè)循環(huán)成功實(shí)現(xiàn)兩件零件的成型則能夠大大提高加工效率、減少人力成本。因此如何進(jìn)行選型設(shè)計(jì)冷輾擴(kuò)工藝及模具是技術(shù)人員要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，零件選型和工藝設(shè)計(jì)不好或不合理，則無(wú)法穩(wěn)定的將成品冷輾擴(kuò)成型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有冷輾成型存在的上述不足，提供一種雙件冷輾擴(kuò)成型工藝及成型模具，同一型號(hào)兩個(gè)坯件同時(shí)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了加工效率的翻倍。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

雙件冷輾擴(kuò)成型工藝，包括以下步驟：

1)下料：將兩個(gè)坯件同時(shí)進(jìn)入冷輾擴(kuò)成型模具的工位進(jìn)行冷輾擴(kuò)加工；

2)冷輾成型：對(duì)兩個(gè)坯件同時(shí)開(kāi)始冷輾變形軋制成冷輾件；

3)測(cè)量到位：采用兩個(gè)測(cè)量探頭進(jìn)行冷輾件加工到位與否的探測(cè)；

4)落料：將兩個(gè)加工到位的冷輾件同時(shí)離開(kāi)加工工位。

按上述方案，所述冷輾擴(kuò)成型模具包括兩個(gè)下料機(jī)械手、冷輾輪、冷輾芯軸、兩個(gè)支撐輪、圓度輪及兩個(gè)測(cè)量探頭，冷輾輪的型腔是雙槽型設(shè)計(jì)，兩個(gè)坯件放置到冷輾擴(kuò)成型模具的冷輾輪和冷輾芯軸之間的雙槽輾擴(kuò)成型，兩個(gè)支撐輪用于給冷輾芯軸施加均衡的壓力，冷輾芯軸在支撐輪的進(jìn)給下，讓兩個(gè)坯件逐步進(jìn)行塑性變形，圓度輪用于輔助坯件成型為冷輾件過(guò)程中圓度的控制；坯件變形到一定尺寸即成型為冷輾件，兩個(gè)測(cè)量探頭探測(cè)到設(shè)定位置后(到位尺寸)，停止支撐輪的進(jìn)給，冷輾件成型結(jié)束，冷輾件開(kāi)始下料。

按上述方案，所述步驟1)中，冷輾前坯件尺寸設(shè)計(jì)具體為：

根據(jù)設(shè)計(jì)的冷輾件，計(jì)算出冷輾件的體積，依據(jù)塑性成形體積不變?cè)?、冷輾擴(kuò)常用輾擴(kuò)比參數(shù)：1.15-1.45、冷輾件和坯件高度基本一致這3個(gè)條件，設(shè)計(jì)出冷輾前坯件的形狀。

按上述方案，所述步驟2)中，冷輾件的尺寸為根據(jù)成品零件尺寸在其外圍部分增加余量得到。

按上述方案，所述冷輾件為環(huán)形件，外徑余量為成品零件外徑尺寸增大0.6～0.7mm，內(nèi)徑余量為成品零件內(nèi)徑尺寸減小0.75～0.85mm，高度尺寸增加0.8～0.9mm。

本發(fā)明還提供了一種雙件冷輾擴(kuò)成型模具，包括兩個(gè)下料機(jī)械手、冷輾輪、冷輾芯軸、兩個(gè)支撐輪、中間支撐輪、圓度輪及兩個(gè)測(cè)量探頭，冷輾輪的型腔是雙槽型設(shè)計(jì)，兩個(gè)坯件放置到冷輾擴(kuò)成型模具的冷輾輪和冷輾芯軸之間的雙槽輾擴(kuò)成型，兩個(gè)支撐輪、中間支撐輪用于給冷輾芯軸施加均衡的壓力，圓度輪用于輔助坯件成型為冷輾件過(guò)程中圓度的控制；兩個(gè)測(cè)量探頭用于探測(cè)兩個(gè)坯件加工到設(shè)定尺寸后，給控制系統(tǒng)一個(gè)信號(hào)，控制系統(tǒng)停止支撐輪的進(jìn)給，冷輾件成型結(jié)束，兩個(gè)下料機(jī)械手用于對(duì)成型后的冷輾件下料。

本發(fā)明的工作原理：輾擴(kuò)過(guò)程是兩件坯件同時(shí)加工，一次生產(chǎn)兩個(gè)產(chǎn)品；模具冷輾輪雙型槽設(shè)計(jì)，便于兩件坯件同時(shí)加工；中間支撐輪在必要時(shí)增加，可給予必要的輾壓力，同時(shí)防止冷輾芯軸受力不均出現(xiàn)易損問(wèn)題；圓度輪必要時(shí)分體設(shè)計(jì)，可分別對(duì)單個(gè)坯件加工過(guò)程中的圓度錐度進(jìn)行調(diào)節(jié)。測(cè)量探頭同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)坯件加工的測(cè)量，同時(shí)根據(jù)情況可以設(shè)置加工到位條件，實(shí)現(xiàn)上下料動(dòng)作以便連續(xù)生產(chǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：常見(jiàn)的冷輾擴(kuò)成型方式基本上是一件一件的加工，步驟同上，零件下料、冷輾、測(cè)量、落料完成一個(gè)加工循環(huán)，不同的加工零件的最終形狀設(shè)計(jì)與加工前的坯件設(shè)計(jì)方式不同，本發(fā)明在現(xiàn)有的工藝及機(jī)器基礎(chǔ)上，通過(guò)改造改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了同一型號(hào)兩個(gè)坯件同時(shí)生產(chǎn)的效果，讓原來(lái)的一個(gè)工作循環(huán)可產(chǎn)生兩個(gè)零件，從而實(shí)現(xiàn)了加工效率的翻倍。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有常規(guī)冷輾成型工藝的成品結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有常規(guī)冷輾成型工藝的坯件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是現(xiàn)有常規(guī)冷輾加工模具組裝圖；

圖4是本發(fā)明雙件冷輾擴(kuò)成型模具組裝圖；

圖5是圖4的主視圖；

圖中，1-冷輾輪，2-冷輾芯軸，3-支撐輪，4-坯件，5-中間支撐輪，6-圓度輪，7-測(cè)量探頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的新工藝過(guò)程做進(jìn)一步的說(shuō)明，但是不能構(gòu)成對(duì)本發(fā)明工藝的限制，且本發(fā)明其余未解釋部分均與現(xiàn)有技術(shù)一致。

圖1是現(xiàn)有常規(guī)冷輾成型工藝的成品結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中括號(hào)內(nèi)是成品尺寸，冷輾件尺寸設(shè)計(jì)即是在成品尺寸基礎(chǔ)上增加余量即可；圖2是現(xiàn)有常規(guī)冷輾成型工藝的坯件結(jié)構(gòu)示意圖，坯件依據(jù)體積不變?cè)砗透叨纫恢碌臈l件，選取輾擴(kuò)比1.35；可以計(jì)算出坯件內(nèi)徑約43mm，結(jié)合鍛造脫模斜度可得出坯件具體尺寸。

圖3是現(xiàn)有常規(guī)冷輾加工模具組裝圖，包括冷輾輪1、冷輾芯軸2、支撐輪3，坯件4放置到冷輾擴(kuò)成型模具的冷輾輪1和冷輾芯軸2之間輾擴(kuò)成型，支撐輪3用于給冷輾芯軸2施加均衡的壓力。

參照?qǐng)D4～圖5所示，本發(fā)明所述的雙件冷輾擴(kuò)成型模具，包括兩個(gè)下料機(jī)械手、冷輾輪1、冷輾芯軸2、兩個(gè)支撐輪3、中間支撐輪5、圓度輪6及兩個(gè)測(cè)量探頭7，冷輾輪1的型腔是雙槽型設(shè)計(jì)，兩個(gè)坯件4放置到雙件冷輾擴(kuò)成型模具的冷輾輪1和冷輾芯軸2之間的雙槽輾擴(kuò)成型，兩個(gè)支撐輪3、中間支撐輪5用于給冷輾芯軸2施加均衡的壓力，圓度輪6用于輔助坯件4成型為冷輾件過(guò)程中圓度的控制；兩個(gè)測(cè)量探頭7用于探測(cè)兩個(gè)坯件4加工到設(shè)定尺寸后，給控制系統(tǒng)一個(gè)信號(hào)，控制系統(tǒng)停止支撐輪3及中間支撐輪5的進(jìn)給，冷輾件成型結(jié)束，兩個(gè)下料機(jī)械手用于對(duì)成型后的冷輾件下料。

本發(fā)明雙件冷輾擴(kuò)成型工藝，包括以下步驟：

1)下料：將兩個(gè)坯件4同時(shí)進(jìn)入雙件冷輾擴(kuò)成型模具的工位進(jìn)行冷輾擴(kuò)加工，兩個(gè)坯件4放置到冷輾擴(kuò)成型模具的冷輾輪1和冷輾芯軸2之間的雙槽輾擴(kuò)成型，兩個(gè)支撐輪3、中間支撐輪5用于給冷輾芯軸2施加均衡的壓力，冷輾芯軸2在支撐輪3、中間支撐輪5的進(jìn)給下，讓兩個(gè)坯件2逐步進(jìn)行塑性變形，圓度輪6(必要時(shí)分體設(shè)計(jì))用于輔助坯件4成型為冷輾件過(guò)程中圓度的控制；

2)冷輾成型：對(duì)兩個(gè)坯件4同時(shí)開(kāi)始冷輾變形軋制成冷輾件(坯件變形到一定尺寸即成型為冷輾件)；

3)測(cè)量到位：采用兩個(gè)測(cè)量探頭7進(jìn)行冷輾件加工到位與否的探測(cè)，兩個(gè)測(cè)量探頭7探測(cè)到設(shè)定位置后(到位尺寸)，給機(jī)器控制系統(tǒng)一個(gè)信號(hào)，機(jī)器動(dòng)力系統(tǒng)停止支撐輪3的進(jìn)給，冷輾件成型結(jié)束；

4)落料：將兩個(gè)加工到位的冷輾件同時(shí)離開(kāi)加工工位。

步驟1)中，冷輾前坯件4尺寸設(shè)計(jì)具體為：根據(jù)設(shè)計(jì)的冷輾件，計(jì)算出冷輾件的體積，依據(jù)塑性成形體積不變?cè)?、冷輾擴(kuò)常用輾擴(kuò)比參數(shù)：1.2、冷輾件和坯件4高度基本一致這3個(gè)條件，設(shè)計(jì)出冷輾前坯件4的形狀。

步驟2)中，冷輾件的尺寸為根據(jù)成品零件尺寸在其外圍部分增加余量得到。

實(shí)施例中冷輾件為環(huán)形件，外徑余量為成品零件外徑尺寸增大0.6～0.7mm，內(nèi)徑余量為成品零件內(nèi)徑尺寸減小0.75～0.85mm，高度尺寸增加0.8～0.9mm，這是最常見(jiàn)的冷輾坯件設(shè)計(jì)方式和形狀；部分稍復(fù)雜狀的冷輾件設(shè)計(jì)主要是部分地方(比如外徑、內(nèi)徑、特殊型槽等)采用圓弧連接或讓冷輾坯件形狀大致吻合成品零件形狀即可。

本發(fā)明工藝設(shè)備需要雙料道，以便雙件冷輾的物料流動(dòng)，在機(jī)械手的傳遞下，一次可下兩個(gè)坯件4，冷輾后一次可出兩個(gè)冷輾件，控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的測(cè)量設(shè)定比較重要，采用最小外徑控制法：即測(cè)量測(cè)頭7探測(cè)到冷輾成型后的最小外徑到設(shè)定值后停止成型過(guò)程，機(jī)器進(jìn)入下料過(guò)程。

輾擴(kuò)過(guò)程是兩件坯件4同時(shí)加工，一次生產(chǎn)兩個(gè)產(chǎn)品；模具冷輾輪1雙型槽設(shè)計(jì)，便于兩件坯件4同時(shí)加工；中間支撐輪5在必要時(shí)增加，可給予必要的輾壓力，同時(shí)防止冷輾芯軸2受力不均出現(xiàn)易損問(wèn)題；圓度輪6必要時(shí)分體設(shè)計(jì)，可分別對(duì)單個(gè)坯件4加工過(guò)程中的圓度錐度進(jìn)行調(diào)節(jié)。測(cè)量探頭7同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)坯件4加工的測(cè)量，同時(shí)根據(jù)情況可以設(shè)置加工到位條件，實(shí)現(xiàn)上下料動(dòng)作以便連續(xù)生產(chǎn)。

以上所述實(shí)施例來(lái)自高速鐓鍛機(jī)加冷輾擴(kuò)套圈制作工藝，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，本發(fā)明不局限于高速鐓鍛機(jī)或軸承行業(yè)，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。