[發明專利]輪轂軸承外圈的不對稱形狀冷輾擴成型工藝及閉式冷輾成型模具

有效

• 申請號: 201310304921.2
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103341577A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 周紅剛;石磊;金新禮;葉暢;黃德剛
• 申請（專利權）人: 黃石哈特貝爾精密鍛造有限公司
• 主分類號: B21H1/12
• 分類號: B21H1/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本發明涉及轎車前輪系統的一代輪轂軸承外圈領域，具體涉及一種輪轂軸承外圈的不對稱形狀冷輾擴成型工藝及閉式冷輾成型模具。?

背景技術

一代輪轂軸承外圈是轎車前輪重要的運轉部件，其壽命及可靠性有嚴格的要求。前輪輪轂軸承總成主要是由外圈、鋼球、密封件和內圈組成。內圈基本緊密和車軸配合，外圈和前輪系統配合，轎車運行時隨車轉動。該系列軸承外圈主要有熱鍛成型（詳見圖1）、熱鍛加熱輾擴成型（詳見圖2）、熱鍛加冷輾擴成型三種工藝比較普遍。?

目前高端轎車，主要是目前的外資和合資車企基本采用最后一種熱鍛加冷輾擴成型工藝生產的軸承套圈毛坯用于成品制造。但該工藝的坯件大多還是進口件，隨著國產化的加快，這些合資車企的主要部件配套企業也在國內加大了推進力度。因該系列軸承外圈內徑部位有明顯凸起，凸起的兩側是滾道位置，因此常規形狀冷輾擴成型很難成型該內部凸起形狀，通常內部凹陷的形狀反而容易成型，因此外圈的坯件形狀設計十分關鍵，既要考慮冷輾變形的輾擴比，又要考慮寬度增長比例，還要結合高速鍛成型的特點。?

因此如何設計鍛造及冷輾擴工藝成型是技術人員要解決的關鍵問題，工藝設計不好或不合理，則無法穩定的將成品冷輾擴成型。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術存在的上述不足，提供一種輪轂軸承外圈的不對稱形狀冷輾擴成型工藝及閉式冷輾成型模具，將在高速鐓鍛機上鍛造的鍛造坯件經過精密冷輾擴得到符合要求的冷輾坯件，既滿足成品軸承苛刻的壽命及可靠性要求，又能發揮高速鐓鍛機的高效、冷輾擴的節材特點。?

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：?

輪轂軸承外圈的不對稱形狀冷輾擴成型工藝，包括以下步驟：1）下料、2）鐓粗、3）成型、4）沖孔和5）冷輾擴，

所述的步驟3）成型具體包括如下步驟：

a）不對稱形狀的鍛造成型件設計

將鍛造成型件的截面設計成上下不對稱形狀，上下兩端厚度小、中間厚度大，且上端內徑比下端內徑大、上端外徑比下端外徑大，這主要為了冷輾擴后冷輾坯件（成品）小內徑的凸起部分能成型飽滿；同時，鍛造成型件沿中線分布的上下兩部分體積相等，這樣也是為了后續冷輾擴成型成品能對稱成型，上下滾道位置不偏離

b）冷輾擴成型坯件的冷輾坯件尺寸設計

根據冷輾坯件成型后的成品尺寸在其外部增加部分余量即可得到冷輾坯件的尺寸及圖樣，設計冷輾坯件的外徑余量為0.6～0.7mm，內徑余量為0.75～0.85mm，高度余量為0.8～0.9mm，冷輾坯件的內徑部分采用圓弧連接，以讓冷輾坯件形狀吻合成型后的成品形狀，形成最佳的內部金屬流線，為長壽命及可靠性打好基礎；

所述的步驟5）冷輾擴具體包括如下步驟:將冷輾坯件封閉在閉式冷輾成型模具的碾壓輪和碾壓芯軸之間輾擴成型，該冷輾成型模具包括碾壓輪和碾壓芯軸，所述輾擴芯軸的兩端設計為對稱的外圍帶凸臺（中心凹進）的結構，所述碾壓輪與輾擴芯軸的端面形成的空間為封閉式結構，足以包容整個待冷輾成型的冷輾坯件。

按上述方案，所述步驟3）中鍛造成型件設計具體包括：?

首先確定鍛造成型件的大、小內徑尺寸，鍛造成型件的小內徑尺寸滿足輾擴比1.4-1.6；鍛造成型件的大內徑尺寸等于鍛造成型件的小內徑尺寸加上冷輾坯件的大內徑與冷輾坯件的小內徑之差；

其次確定鍛造成型件的大、小外徑尺寸，鍛造成型件的大、小外徑尺寸差等于冷輾坯件的大內徑與小內徑之差；

再調整外徑厚度大的中間部分的鍛造成型件的高度尺寸滿足鍛造成型件上下兩端的體積平均分布；

最后，再加上連皮厚度8-10mm，連皮厚度視鍛造成型件總高而定，鍛造成型件越高，連皮厚度越大（減少成型力），鍛造成型件即設計完成。

按上述方案，所述鍛造成型件的上端大外徑部分與下部小外徑部分銜接處采用圓弧連接；鍛造成型件厚度小的上端內徑部分與厚度大的中間內徑部分銜接處采用圓弧連接；鍛造成型件的頂端大內徑尺寸的脫模角度取2-3度。?

本發明還提供了一種用于上述不對稱形狀冷輾擴成型工藝的閉式冷輾成型模具，該模具包括碾壓輪和碾壓芯軸，所述輾擴芯軸的兩端設計為對稱的外圍帶凸臺（中心凹進）的結構，所述碾壓輪與輾擴芯軸的端面形成的空間為封閉式結構。?

按上述方案，所述輾擴芯軸兩端的凸臺的結構對稱設計。?

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：?

1、相比熱鍛成型，大幅節約材料，同時內部金屬流線合理，可保證成品長壽命及可靠性；