軸承鍛造基礎(chǔ)知識ppt課件

1、軸承是一種重要的機(jī)械基礎(chǔ)元件，軸承制造業(yè)是機(jī)械制造業(yè)中不可缺少的行業(yè)。軸承通常是由套圈（外圈、內(nèi)圈）、滾動體（滾子或鋼球）、保持器等構(gòu)成。在軸承的制造過程中，鍛造占有非常重要的地位。彈性及彈性變形 金屬在受到外力作用時產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后能恢復(fù)其原來形狀的性能稱為彈性。這種當(dāng)外力消失后變形也完全消失的變形稱為彈性變形。塑性及塑性變形 金屬在外力作用下產(chǎn)生永久變形而又不致引起破壞的性能稱為塑性；這種外力消失后不能隨之消失的變形稱為塑性變形。 金屬的塑性越好，其可鍛造性就越高。 強(qiáng)度金屬材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。 硬度金屬材料抵抗其它物體壓入其表面的能力；表示金屬在一個小的體積范圍內(nèi)

2、抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力。沖擊韌性金屬材料抵抗沖擊載荷而不致被破壞的能力。 在鍛造生產(chǎn)中，鍛模、錘桿、上下砧都要承受沖擊載荷。 軸承套圈鍛造大致分成三個階段：（1）備料：把原材料按要求的重量一段一段地切成料段（2）鍛造成型：把料段加熱，然后在鍛壓設(shè)備上進(jìn)行鍛造，使之成為形狀、尺寸符合要求的毛坯；（3）鍛后處理：對鍛件進(jìn)行檢驗(yàn)，剔除廢品，整修返修品，進(jìn)行鍛后的熱處理及表面清理等。鋸床或剪切下料機(jī)下料天然氣爐加熱空氣錘上自由沖孔壓力機(jī)上平高擴(kuò)孔機(jī)擴(kuò)孔檢驗(yàn)鍛后熱處理剪應(yīng)力定律最小阻力定律體積不變定律在塑性變形時存在彈性變形定律 鍛造可以改善鋼材內(nèi)部組織，提高鋼的強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性等多種機(jī)

3、械性能。u1、 二類 248EM NJ1052EM NU2322EMu2、 九類 29315 29424 29292 u3、 七類 30224 32230 32320u4、 鐵軸 352226X2-2RZ 01外圈02內(nèi)圈04滾子05襯套06保持架28密封座63中隔圈 Cr鉻 Si硅 Mn錳 Ti鈦 Mo鉬 Ni鎳 “G” 為 “滾” 的拼音首寫字母，表示滾動軸承鋼1、高碳鉻軸承鋼 GC15滾鉻十五 GC15SM滾鉻十五硅錳2、滲碳軸承鋼 G20C2N4滾二零鉻二鎳四 20CNM二零鉻鎳鉬 20CMM二零鉻錳鉬加熱目的 提高金屬的塑性、降低金屬變形抗力，使之易于成形，并獲得良好的鍛后組織和力學(xué)

4、性能加熱的要求 1、在金屬材料所允許的導(dǎo)溫性和內(nèi)應(yīng)力的條件下，以最快的速度加熱到預(yù)定的溫度，提高效率，節(jié)約能源。 2、盡可能減少加熱金屬吸收有害氣體，如氧、氫等氣體，減少氧化、脫碳或氫脆等缺陷，提高加熱質(zhì)量。 3、在低溫加熱階段，要防止因加熱不當(dāng)而使金屬截面的外層與心部產(chǎn)生過大的溫差，以致造成過大的熱應(yīng)力，再疊加其它內(nèi)應(yīng)力，引起材料開裂。 4、準(zhǔn)確施實(shí)給定的加熱規(guī)范（鍛造加熱作業(yè)指導(dǎo)書），如加熱溫度、速度、時間和保溫等加熱條件，以防止產(chǎn)生過熱、過燒等缺陷。鋼的性能變化與其組織變化是密切相關(guān)的，鍛造應(yīng)當(dāng)選擇在鋼的塑性好、變形抗力低的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行但又不會產(chǎn)生過熱、過燒。鍛造開始的最高允許溫度，稱

5、為始鍛溫度。應(yīng)當(dāng)停止鍛造的溫度，稱為終鍛溫度。作業(yè)過程中加熱、冷卻必須嚴(yán)格按工藝文件、作業(yè)指導(dǎo)書操作。勤觀察、勤調(diào)節(jié)。 鋼材牌號：GC15、GC15SM始鍛溫度：1050C1100C終鍛溫度：800C850C如果加熱溫度過高，會導(dǎo)至鍛件過熱、過燒。過熱鍛件機(jī)械性能差，降低套圈使用壽命；過燒鍛件只能報(bào)廢。終鍛溫度偏高，會使套圈內(nèi)部組織粗大，并在冷卻過程中容易析出網(wǎng)狀碳化物，降低套圈的機(jī)械性能，所以停鍛溫度不能過高。但是停鍛溫度也不能過低，因?yàn)殡S著溫度的下降，鋼的塑性差，變形抗力增大，使變形困難，鍛件上可能會出現(xiàn)裂紋，也可能損壞模具或鍛壓設(shè)備。 鋼材牌號：G20CN2MAG20C2N4 20CNM

6、 20CMM始鍛溫度：1100C1200C終鍛溫度：800C850C如果加熱溫度過高，會導(dǎo)至鍛件過熱、過燒。過熱鍛件機(jī)械性能差，降低套圈使用壽命；過燒鍛件只能報(bào)廢。終鍛溫度偏高，會使套圈內(nèi)部組織粗大，降低套圈的機(jī)械性能，所以停鍛溫度不能過高。但是停鍛溫度也不能過低，因?yàn)殡S著溫度的下降，鋼的塑性差，變形抗力增大，使變形困難，鍛件上可能會出現(xiàn)裂紋，也可能損壞模具或鍛壓設(shè)備。1、高碳鉻軸承鋼鍛件鍛后冷卻速度對鍛件最終性能有很大影響。2、GC15、GC15SM鍛件鍛后冷卻速度應(yīng)大于50C每分鐘，低于250C每分鐘，通常采取散放空冷、風(fēng)冷，大型鍛件需要霧冷。3、適當(dāng)增大冷卻速度有利于細(xì)化套圈內(nèi)在組織，但

7、過大的冷卻速度可能導(dǎo)致鍛件開裂。4、冷卻速度慢會使鍛件內(nèi)部形成網(wǎng)狀碳化物，網(wǎng)狀碳化物在隨后熱處理過程中不易消除，嚴(yán)重影響套圈機(jī)械性能，降低套圈使用壽命。氧化使金屬燒損，所形成的氧化皮大大降低鍛件的表面質(zhì)量，增加模具的磨損，脫碳表層含碳量偏低過熱是一種可以避免的缺陷，由于溫度偏高，使鍛件內(nèi)部晶粒粗大，增大鍛造比可以改善過熱組織，也可以通過鍛后正火改善過熱組織過燒由于加熱溫度過高，鋼材內(nèi)部晶界熔化和嚴(yán)重氧化，破壞了晶粒之間的聯(lián)結(jié)。過燒的鍛件只能報(bào)廢開裂加熱速度過快，鋼的導(dǎo)熱性差，則造成的表里溫差越大，坯料開裂的危險性越大；加熱大型毛坯時應(yīng)注意控制加熱速度防止開裂。錘上自由沖孔的優(yōu)點(diǎn)工具簡單、通用性

8、強(qiáng)。錘上沖孔-輾擴(kuò)工藝的兩種方法：一種是坯料經(jīng)錘上自由沖孔、沖頭擴(kuò)孔后再在擴(kuò)孔機(jī)上輾擴(kuò)成形，這種工藝用于生產(chǎn)中小型和中大型套圈鍛件。另一種是坯料經(jīng)錘上自由沖孔、沖頭擴(kuò)孔后，再用芯棒繼續(xù)擴(kuò)孔，然后在擴(kuò)孔機(jī)上輾擴(kuò)成形。這種工藝用于生產(chǎn)大型和特大型套圈鍛件。錘上沖孔輾擴(kuò)工藝中，制坯是極為重要的工序。制坯的好壞在很大程度上影響輾擴(kuò)后的鍛件質(zhì)量。料坯在錘上自由鐓粗的方法使鐓粗后的坯料形成較大的鼓形，沖孔時不能消除，這會對輾擴(kuò)帶來困難。特別是寬度較大而碾擴(kuò)比又較小的鍛件在輾擴(kuò)時金屬不易充滿鍛件的外圓角。為了消除這一缺陷，可采用鉚鐓的方法，即先將坯料沿圓周方向倒角，隨后再鐓粗。也可采用套模制坯的方法。料坯鐓

9、粗時不能歪斜，鐓歪的坯料給沖孔帶來困難，同時也影響碾擴(kuò)質(zhì)量。此外，用鐓的坯料在套模中制坯會造成一邊毛剌，一邊塌角。制坯不允許形成毛剌和夾皮，如果產(chǎn)生毛剌和夾皮應(yīng)在碾擴(kuò)前去除掉。碾擴(kuò)比在大于2.5時，應(yīng)在平端面時考慮用上、下碰模壓出內(nèi)徑圓角，以免因輾擴(kuò)比太大而在套圈內(nèi)徑輾出毛剌。內(nèi)錐形套圈鍛件的成形沖頭其半錐角度一般比產(chǎn)品半錐角大4。中小型圓筒形鍛件制坯通常采用套模鍛，中大型圓筒形鍛件制坯通常采用鉚鐓。把沖孔后的坯料放在碾壓輪與芯棒組成的型腔內(nèi)碾壓，從而使坯料的壁厚變薄、內(nèi)外徑同時擴(kuò)大。1、采用碾擴(kuò)工藝生產(chǎn)的鍛件，其形狀和尺寸能夠盡量地接近成品的形狀和尺寸，并且其尺寸精度和幾何精度都比較高。碾擴(kuò)

10、套圈材料利用率高。2、經(jīng)過碾擴(kuò)的鍛件，其內(nèi)部組織致密、金屬纖維流線的流向好，能有效地提高軸承的抗疲勞強(qiáng)度等機(jī)械性能，從而提高了軸承的使用壽命。1、碾擴(kuò)變形是連續(xù)進(jìn)行的；2、輾擴(kuò)變形是經(jīng)過多次循環(huán)一步步完成的；3、輾擴(kuò)變形沿軸向分配金屬的能力較差（不容易漲高度）。輾壓比 指擴(kuò)孔前后坯料的壁厚之比。增大“碾壓比”有利于提高金屬的內(nèi)在質(zhì)量。l選擇輾壓比的原則：、增大碾壓比使擴(kuò)孔時間延長，降低生產(chǎn)率，當(dāng)制坯生產(chǎn)率高時應(yīng)選擇較小碾壓比；、套圈斷面形狀比較復(fù)雜時，成形比較困難，輾壓比應(yīng)取較大值；、輾擴(kuò)前坯料形狀較差時應(yīng)盡可能增大碾壓比。、鍛件內(nèi)徑較小時，為保證芯棒強(qiáng)度，可取較小碾壓比主導(dǎo)輪在擴(kuò)孔變形過程中

11、，碾壓輪與芯棒起主要作用。主導(dǎo)輪位于變形區(qū)的出口一側(cè)，在擴(kuò)孔過程中主要起支承作用。坯料壓在主導(dǎo)輪上，使變形過程平穩(wěn)。如果主導(dǎo)輪位置不恰當(dāng)時，會使鍛件呈四角、五角甚至多角形。主導(dǎo)輪越接近輾壓輪，越有利于鍛件圓角的充滿。信號輪當(dāng)輾擴(kuò)過程即將結(jié)束時，工件與信號輪接觸。信號輪的主要作用是控制鍛件尺寸，給操作人員發(fā)出信號。1、碾壓輪安裝與調(diào)整時，應(yīng)盡量保持其轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，軸向跳動要小；2、碾壓輪下壓時，其下死點(diǎn)位置與芯棒應(yīng)保持0.51的間隙；3、碾壓輪、芯棒、主導(dǎo)輪、信號輪的軸線應(yīng)相互平行，且與機(jī)床臺面垂直，根據(jù)鍛件的質(zhì)量情況可以作適當(dāng)調(diào)整；4、托料板應(yīng)平直，其平面應(yīng)與輾壓輪槽的下端面大致相平，對于較大產(chǎn)品

12、則要高出一點(diǎn)，這是考慮到托料板在工作中會受力下彎。托料板最好調(diào)整得后傾一點(diǎn)（即根部要低一點(diǎn)）；5、每當(dāng)更換碾擴(kuò)鍛件的品種時，最好用“樣圈”來調(diào)整，或用尺寸相近的產(chǎn)品來調(diào)整信號輪與主導(dǎo)輪的位置；6、對于外錐形和外梯形鍛件，其主導(dǎo)輪和信號輪應(yīng)制成與鍛件相應(yīng)的外形。還應(yīng)具有調(diào)整軸向高度的機(jī)能。常用的鍛壓設(shè)備根據(jù)其加載方式可以分為以下幾類：1.鍛錘：空氣錘、蒸汽空氣錘；2.機(jī)械壓力機(jī)：曲柄壓力機(jī)、高速自動壓力機(jī)、平鍛機(jī)、剪切機(jī)和摩檫壓力機(jī)等；3.液壓機(jī)：水壓機(jī)、油壓機(jī)等；4.特種鍛壓設(shè)備：擴(kuò)孔機(jī)等。目前我國軸承行業(yè)常用的鍛壓設(shè)備有： 空氣錘、蒸汽空氣錘、曲柄壓力機(jī)、平鍛機(jī)和擴(kuò)孔機(jī)等。1.錘桿與導(dǎo)套間隙

13、處漏氣或泄油：錘桿與導(dǎo)套間的密封圈過度磨損后，會失去密封作用，氣缸內(nèi)的高壓氣體或潤滑油會沿間隙處泄漏。另外，錘桿受刮傷留下刻槽后，也會有泄漏。泄氣嚴(yán)重時會影響錘頭的打擊力。2.錘頭撞擊工作氣缸頂蓋：當(dāng)工作氣缸上部的緩沖氣墊失效后錘頭就會直接撞擊氣缸頂蓋，嚴(yán)重時會將頂蓋擊碎或擊飛。造成緩沖失效的原因是：頂蓋處的密封墊片損壞或頂蓋壓緊螺釘松動，造成工作氣缸上腔漏氣，使緩沖氣壓下降；工作氣缸與壓縮氣缸間的球形逆止閥變形或破碎時，失去了阻止氣體倒流的作用，使氣缸竄氣，降低了緩沖氣壓；工作活塞上頂面的堵蓋松動漏氣，也降低緩沖氣壓。3.工作氣缸體過度發(fā)熱：工作氣缸內(nèi)摩檫增大時，會造成缸體溫度急劇上升。原因

14、是潤滑油供給不正常，摩檫加??；氣缸活塞環(huán)太緊或受力不均；錘頭長時懸空等。4.錘頭上升后降不下來：常見原因是固定上砧鐵的斜鐵松動脫出，刮傷導(dǎo)套，使錘桿在導(dǎo)套內(nèi)降不下來；活塞環(huán)碎裂卡在導(dǎo)套內(nèi)；錘桿彎曲或下部被鐓粗，上升后即卡在導(dǎo)套內(nèi)降不下來。5.錘頭升不高：當(dāng)工作活塞、壓縮活塞與缸壁間的密封失效后，會造成氣缸內(nèi)上下部竄氣，使缸內(nèi)氣壓下降，提不起錘頭或提升高度不夠。錘桿彎曲或錘桿下部被鐓粗都會出現(xiàn)錘頭升不高的故障。6.氣缸內(nèi)有異聲：原因是氣缸內(nèi)有異物或連接件松動，如工作氣缸導(dǎo)套內(nèi)導(dǎo)板松動、密封圈、活塞環(huán)破碎散落；頂蓋螺釘松動，連桿松動也是產(chǎn)生異聲的原因，嚴(yán)重時會使連桿完全脫離曲軸，將氣缸座的兩壁打壞

15、?；ハ喽酱伲沤^“野蠻”操作，在維護(hù)和保養(yǎng)鍛錘方面應(yīng)做到： 1.操作前檢查設(shè)備工作部分螺釘、銷子等易松動的零件，發(fā)現(xiàn)松動及時緊固。然后開動設(shè)備看有無異常。 2.應(yīng)經(jīng)常注意鍛錘各運(yùn)動部位的潤滑。1、電動機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，滑塊不動作：主要是由于離合器發(fā)生故障造成的。剛性離合器的故障是轉(zhuǎn)鍵拉簧斷或轉(zhuǎn)鍵損壞等。摩擦離合器的摩擦片調(diào)整不當(dāng)；磨擦片松動、脫落卡??；潤滑油進(jìn)入摩擦片引起打滑或壓縮空氣壓力不足；2、制動器松開后滑塊不下行：原因是滑塊與導(dǎo)軌間隙過小，兩者咬?。粚?dǎo)軌內(nèi)缺少潤滑油，滑塊在導(dǎo)軌內(nèi)摩擦阻力過大等。3、離合器分離后滑塊不能及時停止：原因是制動器太松。制動器的摩擦片或摩擦帶過度磨損會造成制動

16、器太松。4、滑塊發(fā)生連擊：摩擦離合器不排氣或排氣不暢，剛性離合器的轉(zhuǎn)鍵卡住或制動器失靈等會造成這種情況。5、悶車：指滑塊還沒有到達(dá)下死點(diǎn)就卡住不動，這種故障在擠壓時往往出現(xiàn)。產(chǎn)生原因是鍛坯加熱溫度過低或在閉擠壓時金屬的重量超重等。壓力機(jī)悶車后，消除辦法是先關(guān)閉電動機(jī)，對于采用剛性離合器的壓力機(jī)，若滑塊離下死點(diǎn)很近，連桿還有足夠的調(diào)節(jié)量時，可調(diào)節(jié)連桿使滑塊上升；還可以用手倒轉(zhuǎn)飛輪，使滑塊回升。對于用摩擦離合器的壓力機(jī)，發(fā)生“悶車：時，應(yīng)先按”緊急停止“按扭，然后觀察曲柄轉(zhuǎn)角的位置。若滑塊停在下死點(diǎn)，加大離合器的氣壓，待電動機(jī)轉(zhuǎn)到額定轉(zhuǎn)速時，切斷電源，并點(diǎn)動接通離合器，使滑塊回程。若滑塊停在下死點(diǎn)前，可采用的反接電動機(jī)的方法，使電動機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，然后結(jié)合離合器，使滑塊回程。應(yīng)注