Resumen: Se analizaron las causas de la falla temprana y la corta vida útil del troquel de recalcado en frío para rodillos esféricos cortos y gruesos en el uso práctico, y se mejoró la estructura del troquel de rodillos esféricos. Los resultados experimentales muestran que la vida útil mejorada del troquel ha mejorado mucho, mientras que la calidad de la formación de rodillos también ha mejorado mucho.

Palabras clave: rodillo esférico; rumbo frío; Moho; tipo combinado

Problemas existentes y análisis de causas

Los métodos de alimentación de los rodillos esféricos incluyen torneado y cabezal en frío. Para rodillos esféricos pequeños con un diámetro inferior a 22 mm, la máquina de estampado en frío de estación única Z31-25 es ampliamente utilizada para la alimentación en China. Existen factores inciertos, como grandes cambios dimensionales y calidad de estampado inestable en el conformado en frío de una sola estación. Especialmente para rodillos esféricos pequeños cortos y gruesos (con un diámetro de 15~22 mm y una longitud de 12~20 mm), en el proceso de estampación en frío, por un lado, debido a que la dimensión de la longitud del rodillo es más pequeña que la dimensión del diámetro , la sección del material es propensa a la deformación y a una gran deformación durante el corte; Por otro lado, debido a la gran deformación por recalcado, para asegurar que el diámetro exterior del rodillo esté lleno y la superficie final sea plana, la fuerza de recalcado en frío soportada por el molde durante el estampado es la más grande en relación con la forma cónica y rodillos cilíndricos. Por lo tanto, ha habido problemas tales como fallas prematuras y corta vida útil de los troqueles de recalcado en frío en el proceso real de recalcado en frío.

Debido a las limitaciones de su propia longitud y tamaño, el diseño de la estructura de matriz cóncava de los rodillos esféricos pequeños cortos y gruesos ha sufrido un proceso de cambio de integral (Figura 1) a grupo (Figura 2). De acuerdo con el análisis de tensión de la matriz cóncava durante el estampado en frío, la fricción entre la barra y la matriz cóncava ocurre principalmente en la región axial del chaflán del extremo pequeño del rodillo durante el procesamiento, y esta región también está sujeta a una tensión de tracción axial. . Por lo tanto, es más probable que el troquel cóncavo integral falle en una etapa temprana, siendo las principales formas de falla el daño del chaflán, la caída de bloques, etc. Para pequeños rodillos esféricos con un diámetro de rodillo de no más de 14 mm, la vida útil del molde cóncavo puede alcanzar los 5000 granos; Sin embargo, para los rodillos esféricos pequeños con un diámetro de rodillo superior a 14 mm, la vida útil del molde cóncavo solo puede alcanzar los 2000 granos y, después de la falla, todo el molde cóncavo se desecha, lo que genera un desperdicio significativo. Además, todo el molde cóncavo se procesa con GCr15, que es un molde de una sola pieza. Durante el tratamiento térmico, se utiliza el método de enfriamiento local. Debido a la baja resistencia a la compresión del GCr15 y la capa superficial de endurecimiento durante el tratamiento térmico, el molde tiene una vida útil corta.

Figura 1 Integral Figura 2 Composición del grupo

El pequeño molde cóncavo combinado (Figura 2) adopta una estructura combinada pretensada, utilizando un anillo pretensado (manguito de transición). Esta estructura se caracteriza por separar la parte formadora del molde, sin separar los moldes superior e inferior de la camisa de trabajo, y usar materiales de molde de alto rendimiento para procesar la cavidad de trabajo. Sin embargo, durante el proceso de estampación en frío, el chaflán del rodillo de la matriz hembra está sujeto a la acción combinada de la tensión de tracción axial, la tensión de compresión radial y la fricción. Este sigue siendo el eslabón más débil de la matriz hembra, y la fatiga temprana y el agrietamiento a menudo ocurren en el chaflán de la matriz hembra en uso.

2. Medidas de mejora

De acuerdo con los problemas existentes en la estructura del molde cóncavo de rodillos esféricos original, algunas empresas han adoptado un molde cóncavo de 7-cuerpo, con la estructura que se muestra en la Figura 3. Sin embargo, cuando se utiliza el molde cóncavo con esta estructura para prensar Rodillos esféricos cortos y gruesos, el troquel superior del manguito de doble capa es relativamente corto, y bajo la fuerza de impacto del ciclo de rumbo frío, el núcleo del troquel superior del manguito de trabajo es fácil de ejecutar. Para optimizar aún más la estructura del troquel y mejorar la vida útil del troquel, las medidas de mejora adoptadas son las siguientes:

Figura 3 Matriz hembra de siete cuerpos

Se utiliza el molde cóncavo combinado pretensado y se divide la cavidad del molde. El uso de una matriz compuesta pretensada puede lograr la tensión previa a la compresión requerida en la capa de la matriz, reducir el desplazamiento hacia afuera de la matriz y, por lo tanto, reducir la tensión de tracción generada durante el cabezal en frío; Separar la cavidad del molde puede evitar la concentración de tensión en el chaflán y reducir la fricción. Después de la separación, el grosor de la cubierta de doble capa es relativamente delgado, por lo que es propenso a moverse hacia afuera durante el uso. Esto se puede resolver aumentando la cantidad de interferencia o extendiendo el grosor de la cubierta de doble capa. Sin embargo, debido a la versatilidad de la funda, existen situaciones de uso repetido. Si se aumenta la cantidad de interferencia, se dañará la versatilidad de la cubierta. Por lo tanto, se decide alargar el grosor del manguito de doble capa y alargar la superficie de posicionamiento para evitar el movimiento exterior del manguito de doble capa. Teniendo en cuenta el grosor total del molde, el grosor del manguito de doble capa se amplía 8-15mm.

Dimensiones de montaje. Después de espesar el manguito de doble capa, la altura total del ensamblaje y la profundidad de la cavidad cambian. Por lo tanto, se mecaniza un orificio escalonado desde el extremo grande del cono interior para el manguito de trabajo en el manguito de doble capa, y se mecaniza un escalón desde la cara del extremo pequeño de la base, como se muestra en las Figuras 4 y 5. Durante el montaje, Instale los pequeños escalones de la base en el orificio interior detrás del manguito de trabajo, con un espacio entre los dos, lo que puede garantizar tanto la profundidad de la cavidad del molde como la altura total del ensamblaje. Además, durante el proceso de ensamblaje, la contracción de los moldes superior e inferior es inconsistente, por lo que debe garantizarse un espacio de más de 0,15 mm entre las dimensiones de separación de los moldes superior e inferior.

Figura 4 Molde superior mejorado Figura 5 Molde inferior mejorado

De acuerdo con las medidas de mejora, la estructura del troquel de recalcado en frío mejorado para rodillos esféricos pequeños cortos y gruesos se muestra en la Figura 6. La estructura del molde cóncavo mejorado tiene las siguientes características: el molde adopta una estructura combinada y, después de que falla la parte de la cavidad , también se pueden reutilizar piezas comunes (como camisas y almohadillas para tornillos); El alargamiento de la superficie de posicionamiento del manguito de doble capa impide que el manguito de doble capa se mueva hacia fuera durante el funcionamiento; La falla temprana en el chaflán se evita después de la separación de la cavidad de trabajo.

Utilizando la estructura de troquel mejorada, se realizaron experimentos en troqueles de cabezal en frío para varios tipos de rodillos como el 361023024. Los datos de prueba se muestran en la Tabla 1. En la tabla, se puede ver que la vida útil mejorada del troquel cóncavo ha sido mejorado mucho, y la calidad de formación de los rodillos procesados ​​también ha mejorado mucho.

Tabla 1 Comparación de la vida útil del molde y la calidad del procesamiento del rodillo antes y después de la mejora

3. Conclusión

Los datos estadísticos de las pruebas de seguimiento indican que la mejora de la estructura de la matriz cóncava para rodillos esféricos pequeños cortos y gruesos ha logrado buenos resultados y se han eliminado los modos de falla temprana como el achaflanado, el astillado y el agrietamiento. La matriz cóncava con esta estructura se puede utilizar en grandes cantidades durante el proceso de alimentación y encabezado en frío de pequeños rodillos esféricos.

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