冷輾擴的工藝原理及優劣勢發布時間：2007-12-10浙江陀曼精密機械****俞朝杰
冷輾擴加工是一種少、無切削的新工藝，由於精密冷輾擴能最大限度地使工件形狀和精度接近於成品零件的形狀和精度，並可顯著改善工件的內在質量，世界各國都在致力於冷輾擴技術的開發研究，並已在批量生產中實際應用。如英國formfio公司的冷輾生產線，德國skf公司的emb型封閉成型擴孔機冷輾生產線，德國寶飛螺（巴德杜本）的urwa型全自動軸承套圈冷輾機，日本共榮的crf型冷輾機等，其中德國和日本的裝置在國內軸承行業已有少量引進。雖然國內很多企業對冷輾技術的關注不斷增加，但受制於原材料質量、毛坯重量與精度、冷輾工藝以及缺乏高價效比的裝置等原因，軸承套圈冷輾技術一直未能得到廣泛應用，因此了解冷輾擴的工作原理、工藝以及所存在的優劣勢，有助於企業對於冷輾擴的應用作出正確選擇。
一、冷輾擴的工作原理
1、精密冷輾技術是在常溫下將環形迴轉類零件採用擠壓進而塑性變形而得到成品件的一種冷加工成形方法。冷輾擴的工作理是由乙個主驅動的成型輾輪來成形外表面形狀，乙個從動的成型芯棒來成形內表面形狀，芯棒和工件由支承輪支承，輾壓工件時，輾輪帶動工件旋轉，芯棒在與進給裝置固聯的支承輪的推動下擠壓工件，從而實現工件的輾壓。
2、冷輾擴階段分析在冷輾壓過程中，輾壓力不是個常數，其隨著進給的行程變化，有著明顯的階段性，冷輾壓力與行程關係一般可分為三個階段：第ⅰ階段——壓緊變形階段。輾壓開始，支承輪機構開始進給，輾壓力必須克服金屬內部的變形阻力以及坯料與模具間的摩擦力，使所有的金屬晶格完全被壓緊，金屬材料開始產生塑性變形，輾壓力急劇增高。
第ⅱ階段——穩定變形階段。支承輪機構繼續進給，迫使金屬繼續流動。在這階段中，只改變坯料高度，變形區穩定不變，塑性變形區高度不隨時間而改變，壓力也不隨行程而變化，故稱為此階段內的塑性變形區高度稱為穩定塑性變形區高度。
該高度可根據當輾壓力達到某一最小值時，才可產生穩定變形的原理來確定。第ⅲ階段——當坯料的殘留厚度超
過穩定變形區高度以後，如支承輪機構繼續向前運動時，輾壓力又急劇上公升。由上述分析可知，第二階段結束時，如果繼續輾壓，壓力就急劇增加。因此，此時必須結束輾壓，否則模具或輾擴機就較易損壞。
當第二階段完成時就結束整個輾壓過程，那麼，此時輾壓餘料的厚度就等於穩定變形區的高度。如果第二階段結束時仍繼續輾壓，此時壓力會急劇公升高。若限制公升高值不超出模具的許用單位壓力，並按此原理求得的輾壓餘料的厚度，這樣即可充分發揮模具材料的能力，又可節省原材料的損耗。
此時輾壓餘料的厚度應小於穩定變形區的高度。一般情況下，第二階段輾壓即告結束。
二、冷輾擴的主要應用工藝
1、按應用方式一般分為精密冷輾和粗輾兩種。國外最多採用的是粗輾。一般情況下形狀複雜和小尺寸的套圈採用精輾工藝較多，規格較大（一般308以上）基本採用粗輾，skf不建議採用精輾。
精密冷輾優勢是溝道、倒角不用車，劣勢是模具要求高，變形大影響磨削率。粗輾優勢是容易控制，不影響磨削效率，生產布局簡單。劣勢是精度不足，後續車加工工作量較大。
2、按冷輾前毛坯種類分為鍛件冷輾成型和鋼管套圈冷輾成型兩種上述工藝應根據使用者實際條件、經濟性、成品要求等進行選擇，但不管採用何種工藝，對於毛坯的材質要求、毛坯硬度、毛坯重量控制都是一樣的。
3、一般冷輾成型後需要進行整徑，以保證套圈精度。三、冷輾擴的優劣勢1、優勢
1）可以降低原材料的消耗，與傳統的車削加工的方式相比，精密冷輾加工可使材料節省率提高10%～15%以上；
2）可以一次完成複雜表面的成型加工，提高勞動生產率；
3）可以改善零件的機械效能，冷輾壓變形後，金屬材料的晶粒組織更加緻密，金屬流線不變，沒有切斷，材料的抗疲勞強度提高；
4）冷輾擴可以減少材料消耗和縮短加工時間，降低了生產成本。2、不足之處
1）磨具加工難度和磨具使用成本較高；2）工藝掌握困難，使用難度較高；
3）套圈容易產生微裂紋現象；
4）形狀誤差相對較大（尺寸越大誤差越大），因變形大而影響後續磨削效率；5）對毛坯質量要求較高：冷輾用毛坯應具一定的精度，毛坯重量誤差不得超過0.5%，毛坯硬度要求均勻一致，不得有裂紋和明顯脫碳等。
6）由於國內缺乏有經驗的工藝技術、操作維護的人員，企業需要自行摸索經驗，因此從裝置引進到成熟應用一般需要很長的週期。
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