Способ штамповки цилиндрических роликов

(51)5 В 21 К 1/02 ЕН СА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Вологодский филиал Конструкторского бюро автоматических линий(72) В.Г.Бабушкин, С.В,Жилин и В,В.Мо(56) Авторское свидетельство СССР М 764813, кл. В 21 Л 1/00, В 21 К 1/00, 1978,Солодянников В.С., Захаров В,Л. Соверше нствова ние технологического и роцесса холодной объемной штамповки заготовок крупных цилиндрических роликов. Сборник научных трудов, НПО ВНИПП, 1 ч. 4, М,: Специнформцентр, 1986, с. 49,55, (54) СПОСОБ ШТАМПОВКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РОЛИКОВ(57) Использование: в подшипниковой промышленности при производстве заготовок цилиндрических роликов. Сущность изоИзобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в машиностроении, в частности, при производстве роликоподшип ников.Известен способ штамповки цилиндрических роликов, включающий высадку бочкообразного утолщения в виде облойного пояска с формированием радиусных фасок по торцам ролика путем осадка цилиндрической заготовки вматрице высадки с последующим редуцированием в калибрующей матрице путем проталкивания заготовки утолщением вперед.Недостатком известного способа является разная степень осадки и редуцирования концевых частей заготовки, что приводит к снижению качества из-за нео,Ж 1770020 А 1 бретения: цилиндрическую заготовку деформируют в несколько переходов, в процессе которых осуществляют калибровку заготовки. На первом переходе формуют радиусные фаски и высаживают конические утолщения со стороны верхней и нижней концевых частей заготовки с большими основаниями, обращенными к торцзм заготовки и симметрично относительно среднего поперечного сечения заготовки, Редуцируют верхнюю концевую часть на втором переходе путем проталкивания заготовки вперед нижней концевой частью через очко матрицы, оставляя в зоне очка матрицы верхнюю концевую часть заготовки протяженностью не менее высоты конического утолщения. На третьем переходе редуцируют заготовку проталкиванием через очко той же матрицы в обратном направлении, 3 ил. днородной структуоы материала в готовом ролике, а также отклонение от цилиндричности и изогнутость ролика из-за прокаливания заготовки утолщением вперед при отсутствии базирования по ее цилиндрической части.Известен способ, который является наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому положительному эффекту, включающий формирование конусного и бочкообразного утолщений на концевых частях заготовки и формирование радиусных фасок путем осадки в матрице высадки на первом переходе, редуцирование конусного утолщения прокаливанием заготовки бочкообразным утолщением вперед через матрицу высадки на втором пере 1770020ходе с последующим редуцированием в калибрующей матрице проталкиванием заготовки в том же направлении на третьем переходе.Недостатком прототипа является то; что обработка давлением по переходам концевых частей заготовки производится с разными степенями осадки и редуцирования, что приводит к неоднородной структуре материала и разбросу твердости по концевым частям ролика до 40 НВ; проталкивание бочкообразным. утолщением вперед через калибрующую матрицу приводит к изогнутости ролика до величины 0,10,15 мм иэ-за отсутствия базирования по цилиндрической. части заготовки.Цель изобретения -улучшение качества иэделий за счет обеспечения равной степени осадки и. редуцирования концевых частей заготовки,Поставленная цель достигается тел, что в известном способе штамповке включающем высадку конусного утолщения со стороны верхней концевой части заготовки и формирование радиусных фасок в матрице высадки на первом переходе, редуцирование путем проталкивания заготовки ее нижней концевой частью вперед через очко матрицы. высадки на втором переходе, формируют на первом переходе конические утолщения со стороны нижней концевой части так, что геометрическая форма заготовки становится симметричной относительно среднего поперечного сечения .заготовки, на втором переходе редуцируот проталкиванием через очко матрицы таким образом, что в зоне очка матрицы остается верхняя концевая часть заготовки протяженностью не менее высоты конического утолщения, на третьем переходе редуцируют заготовку проталкиванием через очко матрицы верхней концевой частью:вперед, то есть в обратном направлении. до полного выхода ролика из матрицы высадки, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию " новизна".Сопоставительный анализ предлагаемого способа с другими техническими решениями показывает, что формирование осадкой конусного утолщения на концевой части и редуцирование заготовки путем проталкивания через матрицу высадки известно, однако проталкивание при условиях: симметрично сформован ной относительно среднего поперечного сечения заготовки на первом переходе, на втором переходе редуцирование ее таким образом, что в очке матрицы высадки остается верхняя концевая часть заготовки не менее, чей на высоту конусного утолщения, 50 55 Редуцироввние проталкиванием на третьем переходе, как показано на фиг.З, производят в направлении 10, то есть верхней концевой частью вперед до полного выхода заготовки 1 из матрицы высадки 2, При этом направление редуцирования "зеркально" направлению редуцирования на втором переходе, что обеспечивает одинаковые условия проработки давлением, равной степени редуцирования, определяемой со- отношением а также изменения направления проталкивания на третьем переходе. обеспечиваетновое свойство - однородную структуру материала за счет равной степени осадки и5 редуцирования концевых частей и малую изогнутость ролика за счет базирования по цилиндрической части заготовки в матрицевысадки, то есть улучшение качества ролика,что позволяет сделать вывод о соответствии10 предложенного технического решения критерию "существенные отличия",На фиг.1 представлена заготовка напервом переходе штамповки; на фиг.2 - тоже на втором переходе штамповки; на фиг,З -15 то же, на третьем переходе штамповки,Равная степень осадки и редуцирования концевых частей заготовки обеспечивается следующими признаками заявляемогоспособа.20 .Формирование конических утолщений.на концевых частях заготовки на первомпереходе производится симметрично ее.среднего поперечного сечения, при этом геометрическая форма концевых частей "зер 25 кальна" относительно середины заготовки,а именно диаметр бт утолщения, высота ии радиус г фаски выполняются одинаковымина обеих концевых частях, как показано нафиг.1, что и гарантирует одинаковую сте 30 пень осадки концевых частей на первом переходе и равную степень проработкиматериала давлением, равные условия формирования микро- и макроструктуры материала в концевых частях заготовки.35. Редуцирование проталкиванием на вто.ром переходе, как показано на фиг,2, производят с помощью пуансонов 11 внаправлении 9 так, что заготовка 1 верхнейчастью остается в матрице высадки 2 на40 величину не менее высоты Ь конусного утолщения, чем и обеспечивается базированиепо цилиндрической части заготовки при редуцировании на третьем переходе. Укаэанное базирование гарантирует отсутствие45 кривизны цилиндрической части заготовкии одинаковую проработку материала концевых частей.за счет равной. степени редуцирования.- о 1ред =б 1где б - диаметр конического утолщения;01 - диаметр цилиндрической части заготовки.П р и м е р 1, Для штамповки заготовки цилиндрического ролика типа 2220/04 используют заготовку диаметром б, -- 19,5 - 0,13 мм из прутка стали ШХ 15 по ГОСТ 7417-75, при этом высота заготовки выполняется величиной п 0 = 21,4+ 0,3 мм,На первом переходе заготовку 1 осаживают в матрице высадки 2 до диаметра о 1 = 20,4+ 0,1 мм в среднем поперечном сечении 3 заготовки 1, высаживают конические утолщения 4 и 5 в верхней и нижней концевых частях заготовки 1 с диаметром по основанию 6 со стороны торца 7 б-, = 20,8 мм и высотой и = 2,86 мм, а также радиусные фаски 8 с радиусом г = З,З мм таким образом. что заготовка 1 становится симметричной относительно ее среднего поперечного сечения 3.На втором переходе заготовку 1 редуцируют, для чего проталкивают в направлении 9, т,е, нижней концевой частью вперед тэк, что заготовка 1 остается в очке матрицы высадки 2 верхней концевой части на величину б мм, что больше высоты и = 2,86 мм конусного утолщения 4.На третьем переходе заготовку 1 редуцируют, для чего проталкивают через матрицу высадки 2 в направлении 10, т.е, верхней концевой заготовки вперед до полного выхода готового ролика из очка матрицы высадки 2,При этом ролик после штамповки имеет следующие размеры; диаметр ролика Ор = 20,4+ + 0,1 мм; высота ролика Нр = 20,4 - 0,2 мм, качество ролика после штамповки позволяет не производить обработку перед термообработкой с последующим "твердым" шлифованием. Разница по твердости материала ролика в концевых частях не превышает (8.10) НВ, изогнутость ролика не превышает 0,015 мм, т.е. цель достигнута.В случае проталкивания заготовки 1 на втором переходе до полного выхода из очка матрицы высадки 2 и последующего проталкивания на третьем переходе через калибрующую матрицу нижней концевой частью вперед разница твердости материала достигает (2025) НВ и изогнутость составляет 0,08 - 0,12 мм, т.е. качество ролика снижается, цель изобретения не будет достигнута из-зэ отсутствия базирования заготовки на третьем переходе. В случае проталкивания заготовки 1 навтором переходе так, что в матрице высадки2 заготовка 1 остается верхней концевойчастью на величину 2,5 мм, что меньше5 г 1 = 2,86 мм, после редуцирования на третьем переходе в матрице высадки 2 разницатвердости по концевым частям достигает(17 - 20) НВ и изогнутость ролика составляет0,04 - 0,06 мм, т,е. качество ролика также10 снижается, цель и изобретения не будет достигнута.П р и м е р 2, Для штамповки заготовкицилиндрического ролика диаметром 32 х 52 ммподшипника типа 42726 Р 4 используют ци 15 линдрическую заготовку диаметром бо32,0 - 0,2 мм из прутка стали ШХ 15 СГ поГОСТ 2590271, при этом высота заготовкивыполняется величиной Ь = 54,4+ 0,5 мм.На первом переходе заготовку 1 осажи 20 вают в матрице высадки 2 до диаметра д 1 =32,5+ 0,1 мм в среднем поперечном сечении3 заготовки 1, высакивают при этом конические утолщения 4 и 5 с диаметром д = 32,8мм и высотой й = 6,0 мм и радиусные фаски25 8 с радиусом г = 2,0 мм,На втором переходе заготовку 1 проталкивают в направлении 9 так, что заготовка 1остается в очке матрицы высадки 2 верхнейконцевой частью на величину их взаимного30 контакта по цилиндрической поверхностиравную 38,0 мм, что больше высоты и = 6,0 ммконусного утолщения 4, Таким образом, заготовка 1 базируется при последующем редуцировании.35 На третьем переходе заготовку 1 проталкивают в направлении 10 до полного выхода ролика из очка матрицы высадки 2.Размеры ролика после штамповки имеетследующие величины: диаметр ролика Ор =40 32,5+0,1 мм: высота ролика Нр = 52.8-0,3 мм.Разница по твердости материала в концевых частях ролика не превышает (1012),Н В изогнутость не превышает 0,03 мм.По сравнению с прототипом предлагае 45 мое техническое решение позволяет повысить качество ролика после штамповки, вчастности долговечности, за счет более равномерной структуры материала: разница потвердости по концевым частям ролика50 уменьшается в 3,5 - 5 раз и не превышает12 НВ, кроме того, изогнутость роликауменьшается в 3 - 8 раз и не превышает0,02 - 0,03 мм. Повышается качество ролика,что позволяет также снизить припуски на55 механическую обработку и уменьшить расход материала.Формула изобретенияСпособ штамповки цилиндрических роликов путем деформирования цилиндриче1770020 15 ской заготовки в несколько переходов, в процессе которых осуществляют калибровку заготовки, на первом переходе формуют радиусные фаски и высаживают конические утолщения со стороны верхней и нижней . концевых частей заготовки с большими основаниями, обращенными к торцам заготовки, редуцируют верхнюю концевую часть на втором переходе путем проталкивания заготовки вперед нижней концевой частью через очко матрицы и редуцирования заготовки на третьем переходе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества изделий за счет обеспечения равной степени осадки и редуцирования концевых частей заготовки, утолщения не первом переходе формуют симметричными относительно среднего 5 поперечного сечения заготовки, при редуцировании на втором переходезаготовку проталкивают через очко матрицы, оставляя в зоне очка матрицы верхнюю концевую часть заготовки протяженностью не менее высоты коническо го утолщения, а редуцирование на третьем переходе производят проталкиванием заготовки через очко этой же матрицы в обратном направлении,1770020Составитель В.Мотыльков Редактор О.Стенина Техред М.Моргентал Корректор М.Т каз 3696 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101