冷輾擴(kuò)加工是一種少、無(wú)切削的新工藝，由于精密冷輾擴(kuò)能最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(guó)都在致力于冷輾擴(kuò)技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究，并已在批量生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用。如英國(guó)FORMFIO公司的冷輾生產(chǎn)線，德國(guó)SKF公司的EMB型封閉成型擴(kuò)孔機(jī)冷輾生產(chǎn)線，德國(guó)寶飛螺（巴德杜本）的URWA型全自動(dòng)軸承套圈冷輾機(jī)，日本共榮的CRF型冷輾機(jī)等，其中德國(guó)和日本的設(shè)備在國(guó)內(nèi)軸承行業(yè)已有少量引進(jìn)。
雖然國(guó)內(nèi)很多企業(yè)對(duì)冷輾技術(shù)的關(guān)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(jià)比的設(shè)備等原因，軸承套圈冷輾技術(shù)一直未能得到廣泛應(yīng)用，因此了解冷輾擴(kuò)的工作原理、工藝以及所存在的優(yōu)劣勢(shì)，有助于企業(yè)對(duì)于冷輾擴(kuò)的應(yīng)用作出正確選擇。
一、冷輾擴(kuò)的工作原理
1、精密冷輾技術(shù)是在常溫下將環(huán)形回轉(zhuǎn)類零件采用擠壓進(jìn)而塑性變形而得到成品件的一種冷加工成形方法。冷輾擴(kuò)的工作理是由一個(gè)主驅(qū)動(dòng)的成型輾輪來(lái)成形外表面形狀，一個(gè)從動(dòng)的成型芯棒來(lái)成形內(nèi)表面形狀，芯棒和工件由支承輪支承，輾壓工件時(shí)，輾輪帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，芯棒在與進(jìn)給裝置固聯(lián)的支承輪的推動(dòng)下擠壓工件，從而實(shí)現(xiàn)工件的輾壓。
2、冷輾擴(kuò)階段分析
在冷輾壓過(guò)程中，輾壓力不是個(gè)常數(shù)，其隨著進(jìn)給的行程變化，有著明顯的階段性，冷輾壓力與行程關(guān)系一般可分為三個(gè)階段：
第Ⅰ階段——壓緊變形階段。輾壓開(kāi)始，支承輪機(jī)構(gòu)開(kāi)始進(jìn)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(kāi)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(jī)構(gòu)繼續(xù)進(jìn)給，迫使金屬繼續(xù)流動(dòng)。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(shí)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(dāng)輾壓力達(dá)到某一最小值時(shí)，才可產(chǎn)生穩(wěn)定變形的原理來(lái)確定。
第Ⅲ階段——當(dāng)坯料的殘留厚度超過(guò)穩(wěn)定變形區(qū)高度以后，如支承輪機(jī)構(gòu)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，輾壓力又急劇上升。
由上述分析可知，第二階段結(jié)束時(shí)，如果繼續(xù)輾壓，壓力就急劇增加。因此，此時(shí)必須結(jié)束輾壓，否則模具或輾擴(kuò)機(jī)就較易損壞。
當(dāng)?shù)诙A段完成時(shí)就結(jié)束整個(gè)輾壓過(guò)程，那么，此時(shí)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(shí)仍繼續(xù)輾壓，此時(shí)壓力會(huì)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(shí)輾壓余料的厚度應(yīng)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(kuò)的主要應(yīng)用工藝
1、按應(yīng)用方式一般分為精密冷輾和粗輾兩種。
國(guó)外最多采用的是粗輾。一般情況下形狀復(fù)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(shì)是溝道、倒角不用車，劣勢(shì)是模具要求高，變形大影響磨削率。
粗輾優(yōu)勢(shì)是容易控制，不影響磨削效率，生產(chǎn)布局簡(jiǎn)單。劣勢(shì)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(yīng)根據(jù)用戶實(shí)際條件、經(jīng)濟(jì)性、成品要求等進(jìn)行選擇，但不管采用何種工藝，對(duì)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(jìn)行整徑，以保證套圈精度。
三、冷輾擴(kuò)的優(yōu)劣勢(shì)
1、優(yōu)勢(shì)
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(fù)雜表面的成型加工，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
3）可以改善零件的機(jī)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(méi)有切斷，材料的抗疲勞強(qiáng)度提高；
4）冷輾擴(kuò)可以減少材料消耗和縮短加工時(shí)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(duì)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(duì)毛坯質(zhì)量要求較高：冷輾用毛坯應(yīng)具一定的精度，毛坯重量誤差不得超過(guò)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(guó)內(nèi)缺乏有經(jīng)驗(yàn)的工藝技術(shù)、操作維護(hù)的人員，企業(yè)需要自行摸索經(jīng)驗(yàn)，因此從設(shè)備引進(jìn)到成熟應(yīng)用一般需要很長(zhǎng)的周期。
