冷輾擴加工是一種少、無切削的新工藝，由于精密冷輾擴能Z大限度地使工件形狀和精度接近于成品零件的形狀和精度，并可顯著改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，世界各國都在致力于冷輾擴技術的開發(fā)研究，并已在批量生產(chǎn)中實際應用。如英國FORMFIO公司的冷輾生產(chǎn)線，德國SKF公司的EMB型封閉成型擴孔機冷輾生產(chǎn)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，其中德國和日本的設備在國內(nèi)軸承行業(yè)已有少量引進。 雖然國內(nèi)很多企業(yè)對冷輾技術的關注不斷增加，但受制于原材料質(zhì)量、毛坯重量與精度、冷輾工藝以及缺乏高性價比的設備等原因，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(yōu)劣勢，有助于企業(yè)對于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(huán)形回轉類零件采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一個主驅動的成型輾輪來成形外表面形狀，一個從動的成型芯棒來成形內(nèi)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(lián)的支承輪的推動下擠壓工件，從而實現(xiàn)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(shù)，其隨著進給的行程變化，有著明顯的階段性，冷輾壓力與行程關系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(nèi)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(chǎn)生塑性變形，輾壓力急劇增高。 第Ⅱ階段——穩(wěn)定變形階段。支承輪機構繼續(xù)進給，迫使金屬繼續(xù)流動。在這階段中，只改變坯料高度，變形區(qū)穩(wěn)定不變，塑性變形區(qū)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(nèi)的塑性變形區(qū)高度稱為穩(wěn)定塑性變形區(qū)高度。該高度可根據(jù)當輾壓力達到某一Z小值時，才可產(chǎn)生穩(wěn)定變形的原理來確定。 第Ⅲ階段——當坯料的殘留厚度超過穩(wěn)定變形區(qū)高度以后，如支承輪機構繼續(xù)向前運動時，輾壓力又急劇上升。 由上述分析可知，第二階段結束時，如果繼續(xù)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?shù)诙A段完成時就結束整個輾壓過程，那么，此時輾壓余料的厚度就等于穩(wěn)定變形區(qū)的高度。如果第二階段結束時仍繼續(xù)輾壓，此時壓力會急劇升高。若限制升高值不超出模具的許用單位壓力，并按此原理求得的輾壓余料的厚度，這樣即可充分發(fā)揮模具材料的能力，又可節(jié)省原材料的損耗。此時輾壓余料的厚度應小于穩(wěn)定變形區(qū)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Z多采用的是粗輾。一般情況下形狀復雜和小尺寸的套圈采用精輾工藝較多，規(guī)格較大（一般308以上）基本采用粗輾，SKF不建議采用精輾。 精密冷輾優(yōu)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(yōu)勢是容易控制，不影響磨削效率，生產(chǎn)布局簡單。劣勢是精度不足，后續(xù)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(jù)用戶實際條件、經(jīng)濟性、成品要求等進行選擇，但不管采用何種工藝，對于毛坯的材質(zhì)要求、毛坯硬度、毛坯重量控制都是一樣的。 3、一般冷輾成型后需要進行整徑，以保證套圈精度。 三、冷輾擴的優(yōu)劣勢 1、優(yōu)勢 1）可以降低原材料的消耗，與傳統(tǒng)的車削加工的方式相比，精密冷輾加工可使材料節(jié)省率提高10%～15%以上； 2）可以一次完成復雜表面的成型加工，提高勞動生產(chǎn)率； 3）可以改善零件的機械性能，冷輾壓變形后，金屬材料的晶粒組織更加致密，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(chǎn)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(chǎn)生微裂紋現(xiàn)象； 4）形狀誤差相對較大（尺寸越大誤差越大），因變形大而影響后續(xù)磨削效率； 5）對毛坯質(zhì)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）由于國內(nèi)缺乏有經(jīng)驗的工藝技術、操作維護的人員，企業(yè)需要自行摸索經(jīng)驗，因此從設備引進到成熟應用一般需要很長的周期。