Аннотация: Проанализированы причины преждевременного выхода из строя и малого срока службы штампа холодной осадки коротких и грубых сферических валков при практическом применении, а также усовершенствована конструкция плашки сферического ролика. Экспериментальные результаты показывают, что срок службы штампа значительно увеличился, а качество формообразования роликов также значительно улучшилось.

Ключевые слова: сферический ролик; Холодный курс; Форма; Комбинированный тип

Существующие проблемы и анализ причин

Методы подачи сферических роликов включают точение и холодную высадку. Для подачи небольших сферических роликов диаметром менее 22 мм в Китае широко используется одностанционная машина для холодной высадки Z31-25. Существуют неопределенные факторы, такие как большие изменения размеров и нестабильное качество штамповки при холодной штамповке на одной станции. Специально для коротких и грубых небольших сферических роликов (диаметром 15~22 мм и длиной 12~20 мм), в процессе холодной высадки, с одной стороны, из-за того, что длина ролика меньше размера диаметра , материал сечения склонен к деформации и большим деформациям при резке; С другой стороны, из-за большой деформации осадки, чтобы гарантировать, что внешний диаметр ролика заполнен, а торцевая поверхность плоская, сила холодной осадки, воспринимаемая пресс-формой во время штамповки, является наибольшей по сравнению с конической и цилиндрические ролики. Поэтому возникают такие проблемы, как ранний выход из строя и короткий срок службы штампов холодной высадки в реальном процессе холодной высадки.

Из-за ограничений собственной длины и размеров конструкция вогнутой матрицы из коротких и грубых малых сферических роликов подверглась процессу изменения с цельной (рис. 1) на групповую (рис. 2). Согласно анализу напряжения вогнутой матрицы при холодной высадке, трение между стержнем и вогнутой матрицей в основном происходит в осевой области малой концевой фаски ролика во время обработки, и эта область также подвергается осевому растягивающему напряжению. . Таким образом, интегральная вогнутая матрица, скорее всего, выйдет из строя на ранней стадии, причем основными формами отказа являются повреждение фаски, падение блоков и т. д. Для малых сферических валков с диаметром ролика не более 14 мм срок службы вогнутой формы может достигать 5000 зерен; Однако для небольших сферических роликов с размером диаметра ролика более 14 мм срок службы вогнутой формы может достигать только 2000 гран, а после выхода из строя вся вогнутая форма отправляется в лом, что приводит к значительным отходам. Кроме того, вся вогнутая форма обрабатывается с использованием GCr15, который представляет собой цельную форму. При термообработке применяют метод локальной закалки. Из-за низкой прочности на сжатие GCr15 и неглубокого затвердевающего слоя при термообработке пресс-форма имеет небольшой срок службы.

Рисунок 1 Интеграл Рисунок 2 Групповой состав

Небольшая комбинированная вогнутая форма (рис. 2) имеет предварительно напряженную комбинированную конструкцию с использованием предварительно напряженного кольца (переходной втулки). Данная конструкция характеризуется разделением формообразующей части формы, без разделения верхней и нижней форм рабочей втулки, а также использованием высокоэффективных формовочных материалов для обработки рабочей полости. Однако в процессе холодной высадки фаска валка матрицы подвергается комбинированному действию осевого напряжения растяжения, радиального напряжения сжатия и трения. Это по-прежнему самое слабое звено матричной матрицы, и при использовании на фаске матричной матрицы часто возникают ранняя усталость и растрескивание.

2. Меры по улучшению

Из-за проблем, существующих в конструкции оригинальной вогнутой пресс-формы со сферическими валками, некоторые предприятия приняли вогнутую пресс-форму с 7-корпусом, структура которой показана на рис. 3. Однако при использовании вогнутой матрицы с такой конструкцией для прессования короткие и грубые сферические ролики, верхняя матрица двухслойной втулки относительно короткая, и под ударной силой цикла холодной высадки сердечник верхней матрицы рабочей втулки легко перемещается. Для дальнейшей оптимизации конструкции штампа и увеличения срока службы штампа были предприняты следующие меры по улучшению:

Рис. 3. Женский штамп из семи тел.

Используется предварительно напряженная комбинированная вогнутая форма, полость формы разделена. Использование предварительно напряженного композитного штампа может обеспечить требуемое напряжение предварительного сжатия в слое штампа, уменьшить смещение штампа наружу и, таким образом, уменьшить растягивающее напряжение, возникающее во время холодной высадки; Разделение полости пресс-формы может предотвратить концентрацию напряжения на фаске и уменьшить трение. После разделения толщина двухслойного покрытия относительно мала, что может привести к смещению наружу во время использования. Эту проблему можно решить, увеличив количество интерференции или увеличив толщину двухслойного покрытия. Однако из-за универсальности чехла бывают ситуации многократного использования. Если количество помех увеличивается, универсальность покрытия будет нарушена. Поэтому было принято решение увеличить толщину двухслойного рукава и удлинить позиционирующую поверхность, чтобы предотвратить внешнее движение двухслойного рукава. Учитывая общую толщину пресс-формы, толщина двухслойной втулки увеличивается на 8-15 мм.

Сборочные размеры. После утолщения двухслойной втулки общая высота сборки и глубина полости изменяются. Поэтому с большого конца внутреннего конуса в двухслойной втулке вытачивают ступенчатое отверстие под рабочую втулку, а с малого торца основания вытачивают ступеньку, как показано на рисунках 4 и 5. При сборке установите небольшие ступеньки на основании во внутреннее отверстие за рабочей втулкой с зазором между ними, который может обеспечить как глубину полости формы, так и общую высоту сборки. Кроме того, в процессе сборки усадка верхней и нижней форм неравномерна, поэтому между размерами разъема верхней и нижней форм должен быть обеспечен зазор более 0,15 мм.

Рисунок 4. Усовершенствованная верхняя форма. Рисунок 5. Усовершенствованная нижняя форма.

В соответствии с мерами по усовершенствованию структура усовершенствованного штампа холодной осадки для коротких и грубых малых сферических валков показана на рисунке 6. Усовершенствованная конструкция вогнутой формы имеет следующие характеристики: форма принимает комбинированную структуру, и после выхода из строя части полости , общие детали (такие как кожухи и прокладки для винтов) также можно использовать повторно; Удлинение установочной поверхности двухслойного рукава предотвращает его смещение наружу во время работы; Предотвращается ранний отказ по фаске после разделения рабочей полости.

Используя усовершенствованную конструкцию штампа, были проведены эксперименты с штампами холодной высадки для нескольких типов роликов, таких как 361023024. Данные испытаний представлены в таблице 1. Из таблицы видно, что увеличен срок службы вогнутого штампа. значительно улучшено, а также значительно улучшено качество формовки обрабатываемых роликов.

Таблица 1. Сравнение срока службы пресс-формы и качества обработки валков до и после улучшения

3. Заключение

Статистические данные отслеживающих испытаний показывают, что улучшение структуры вогнутой матрицы для коротких и грубых малых сферических роликов дало хорошие результаты, и были устранены ранние виды отказов, такие как снятие фаски, выкрашивание и растрескивание. Вогнутая головка с такой конструкцией может использоваться в больших количествах в процессе холодной высадки и подачи небольших сферических валков.

Подробнее о WBMИнструменты для торцевой шлифовки Modler:

Weichuang теперь имеет возможность поставлять полный набор инструментов для линии шлифования конических роликов Modler. Наши инструменты хорошо подходят для бесцентровых шлифовальных станков и торцевых шлифовальных станков. И помочь клиенту производить высокоточные ролики с низкой стоимостью.

https://www.bearingroller.com/tools/modler-end-face-grinder-tools.html