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(zhuǎn)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(qū)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(zhuǎn)，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)當輾壓力達到某一最小值時，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(jié)束時，如果繼續(xù)輾壓，壓力就急劇增加。因此，此時必須結(jié)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(jié)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(jié)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(jié)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。

    國外最多采用的是粗輾。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。