对套圈锻造而言，直筒工艺材料利用率低，下工序加工余量大，成品滚道处流线不连续。大锥角轴承内套锻件的成形辗扩由于变形时各截面受力不均匀，加工难度大。从工艺模具设计方面寻找最佳方案，实现大锥角轴承内套锻件的成形辗扩。
图1为31316/02由直筒设计为仿形的锻件示意，仿形后锥角约为30º。这类产品若实现成形辗扩，滚道流线接近成品，既可以提高材料利用率，又有力地提高了该轴承的接触疲劳强度。
图1 31316/02直筒和仿形锻件外观对比
工艺方案确定及难点分析
（1）绘制锻件图31316/02留量公差参考现行标准，外径2.8＋1.2，内径留量为3－1.5，为补偿可能出现的端面缺陷，高度留量适当放大，取3.5＋1.2，如图2所示。
图2 31316/02锻件
（2）加工难点分析在辗扩过程中，辗压轮在D51Y-250E扩孔机液压力的作用下以压力F辗扩环坯。锻件在径向相当镦粗拔长，金属沿周向流动，内外径同时扩大。外锥形锻件轴向截面积不等，在斜坡处产生分力，使该处局部变形力减小，变形困难。如图3所示，斜坡处来自辗压轮的变形分力，使坯料变薄，另一分力，有使坯料向小端面移动的趋势（其中α为外锥形锻件锥角）。
α越大，越小，变形越困难。扩孔机在该处分配金属的能力减弱，因此制坯时要保证各截面分料合理。小端面处壁最薄，最容易塑性变形，随着辗扩进行出现轴向毛刺。大端面处壁最厚，辗扩力产生的表面变形不易传递到坯料中心，易形成凹心。
图3 31316圆锥内套辗扩
1.辗压轮；2.辗压辊；3.毛坯；4.推力辊
（3）工艺路线确定如图4所示，为保证锻件尺寸，纠正内径锥度，扩孔后增加整径环节。
图4 工艺流程
图5 31316/02套圈整内径示意
解决方案
（1）工艺关键点工艺保证辗扩比1.3~1.8，保证辗压辊强度的前提下，适当增大辗扩比，选用Φ45mm标准化冲头。
控制锻造温度防止超温，不使毛坯在室温下停留时间过长，在最佳塑性温度区域800~1100℃间完成辗扩。保证设备性能要求，不允许辗压轮与推力辊的过分窜动造成挡边尺寸超差。
（2）模具准备依据等截面定律，计算锻件各截面毛坯尺寸，完成锻件“第一次”分料，对影响毛坯质量“反挤”环节重点控制，设计半封闭成型凹模，毛坯大部分处于凹模内，大挡边上部分自由变形。端面压平套下表面加工成斜坡形（一般3º~5º），使最终毛坯外形如图6所示。辗扩时坯料逐渐充满辗压轮型腔，有效防止端面凹心。
图6 反挤、冲孔毛坯示意
生产效果
如图7所示，生产试制后31316/02锻件毛坯及成品尺寸、技术要求符合工艺，外观质量良好。
