調(diào)心滾子軸承保持架工藝方法的改進(jìn)

黃健，劉廣世，李肖，蔚建

(洛陽軸承集團(tuán) 保持器有限責(zé)任公司，河南 洛陽 471039)

傳統(tǒng)的調(diào)心滾子軸承保持架生產(chǎn)特點(diǎn)為：加工周期長，制造成本高，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量也不穩(wěn)定。因此，迫切需要依靠技術(shù)創(chuàng)新，提升保持架的制造水平，以適應(yīng)市場需求。

1 原保持架加工工藝、工裝分析

1.1 保持架結(jié)構(gòu)

調(diào)心滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)如圖1所示。保持架影響軸承回轉(zhuǎn)的主要參數(shù)為：內(nèi)徑dc1、底徑dc3、窗孔尺寸Lc及相關(guān)的形位公差，如底徑中心對(duì)外徑中心的位置變動(dòng)量VHc1、梁寬變動(dòng)量VBc、窗孔底高變動(dòng)量Vhc、大端面平面度VF等；而保持架影響軸承裝配的主要參數(shù)有：外徑DC、寬度BC、窗孔底高h(yuǎn)C及相關(guān)的形位公差，如外徑變動(dòng)量VDc、底面翹曲度VB等。

圖1 保持架結(jié)構(gòu)

1.2 加工工藝流程

調(diào)心滾子軸承保持架加工工藝流程為：剪料→切料→成形→沖裝置孔→沖窗孔→整形→壓坡→切底→車底面、底徑→車端面、倒角→表面處理。

1.3 主要模具的結(jié)構(gòu)特性

根據(jù)調(diào)心滾子軸承保持架特點(diǎn)，主要對(duì)成形、沖裝置孔、沖窗孔、壓坡及車底面、底徑工序的相關(guān)工裝模具、卡具進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工。

成形模具結(jié)構(gòu)如圖2所示，通過卸料環(huán)定位前工序所切下的料餅，依靠成形凹模、成形凸模加工并保證半成品達(dá)到規(guī)定的形狀和尺寸要求。

圖2 成形模

沖裝置孔模具如圖3所示。定位環(huán)以前工序成形后保持架內(nèi)徑定位，通過凸模和凹模的沖裁加工出一個(gè)扁圓孔，該孔也是為下一工序加工的定位孔。

圖3 沖裝置孔模

沖窗孔模具如圖4所示。半成品保持架利用裝置孔通過支承板、定位柱和機(jī)頭壓板固定；沖窗孔凸模固定在凸模接頭上，由機(jī)床滑塊的上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作；凹模固定在凹模接頭上，根據(jù)保持架尺寸調(diào)節(jié)螺母以調(diào)整其在沖孔機(jī)上的高度。完成沖窗孔工序的動(dòng)作為：(1)將保持架固定在支承板上；(2)移動(dòng)保持架至合適的位置并沖孔；(3)沖孔完成后將工件及相關(guān)模具退回原位；(4)松開機(jī)頭壓板取出已完成沖孔的工件。

1—基座；2—調(diào)節(jié)螺母；3—凹模接頭；4—凹模；5—凸模；6—支承板；7—定位柱；8—壓板；9—凸模接頭

壓坡模具如圖5所示。將保持架孔梁放入壓坡凹模中，壓坡凸模隨機(jī)床滑塊向下運(yùn)動(dòng)將孔梁壓入凹模，完成壓坡工序。

圖5 壓坡模

切底模具如圖6所示。設(shè)計(jì)切底凹模外徑與保持架內(nèi)徑基本一致，由凹模定位保持架，切底凸模跟隨機(jī)床滑塊向下運(yùn)動(dòng)，完成切底工序。

圖6 切底模具

車底面、底徑及車端面、倒角卡具[1]如圖7所示。依保持架外徑或內(nèi)徑設(shè)計(jì)定位體，根據(jù)保持架的窗孔尺寸、底高h(yuǎn)c設(shè)計(jì)卡具體，通過連接到機(jī)床上的錐體軸來拉緊保持架，使用卡具完成所有需要車削的工序。

圖7 卡具

1.4 存在的問題

原保持架加工工藝繁瑣，周期長，在較短時(shí)間內(nèi)完成某一產(chǎn)品的加工需要同時(shí)投入較多的人員和設(shè)備，占用資源多，成本高；由于每道工序使用模具的定位基準(zhǔn)面不同，無法排除加工所產(chǎn)生的尺寸誤差，因而尺寸累積誤差大；另外，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜(尤其是沖窗孔模)，調(diào)整難度大，庫存管理復(fù)雜。

2 工藝、工裝的改進(jìn)

2.1 改進(jìn)后工藝流程

改進(jìn)后的工藝流程為： 剪料→切料、成形、切底→沖窗孔→整形→壓坡→車底面、底徑→車端面、倒角→表面處理。

2.2 改進(jìn)的模具結(jié)構(gòu)特性

切料、成形、切底工序?qū)⒃辛稀⒊尚巍_裝置孔和切底合為一道工序，消除了采用不同基準(zhǔn)定位面造成累積誤差的問題。一次加工即可滿足軸承裝配中對(duì)保持架外徑、內(nèi)徑和底徑的同軸度要求。改進(jìn)后的復(fù)合模具如圖8所示，設(shè)計(jì)模具時(shí)切料、成形凸凹模與切底凹模為間隙配合，配合面適當(dāng)加高，間隙要嚴(yán)格控制，若間隙過大會(huì)造成保持架底徑dc3的偏移，出現(xiàn)切底毛刺，對(duì)后工序產(chǎn)生不利影響。切底凸模與成形凸模采用過渡配合，以控制底徑與外徑的同軸度，同時(shí)注意切底凸模與成形凸模的高度差不宜太大，否則易引起底徑變形。切料凹模用于控制下料的料餅尺寸。

1—切料、成形凹凸模；2—切底凹模；3—切料凹模；4—切底凸模；5—成形凸模

沖窗孔模具如圖9所示，其可調(diào)性好，臥桿部分、支架部分、凹模座和凹模均可在下模座上左右調(diào)節(jié)，主體可根據(jù)保持架尺寸在支架部分中調(diào)整位置并固定。針對(duì)不同型號(hào)工件設(shè)計(jì)模具的更換件只有3件(凸模、凹模和彈簧卡頭)，提高了模具的設(shè)計(jì)和加工周期。完成沖窗孔工序的動(dòng)作為：(1)利用拉緊錐體將前工序加工的底徑固定在彈簧卡頭上；(2)沖孔；(3)沖孔完成后退回拉緊錐體，松開彈簧卡頭，取下工件。

1—下模座；2—臥桿；3—凸模；4—凹模座；5—凹模；6—彈簧夾頭；7—支架；8—主體

車端面、車底面、倒角卡具如圖10所示。卡具將保持架底徑作為定位尺寸來設(shè)計(jì)卡具體，通過連接到機(jī)床上的錐體軸的左右運(yùn)動(dòng)卡緊或者松開保持架，完成所有需要車削的工序。

圖10 改進(jìn)后卡具

3 改進(jìn)前、后數(shù)據(jù)對(duì)比

以22212CC和22220CC兩個(gè)型號(hào)軸承為例，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)22212CC保持架10 000件，22220CC保持架3 000件的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，見表1。

表1 改進(jìn)前、后兩型號(hào)軸承保持架各項(xiàng)參數(shù)對(duì)比

由表1可知，改進(jìn)后保持架各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，相比改進(jìn)前有較大提高，確保了產(chǎn)品質(zhì)量水平；改進(jìn)后的模具費(fèi)用大幅降低，加工效率提高20%～30%。

4 結(jié)束語

改進(jìn)后的工藝方法采用一個(gè)基準(zhǔn)面(底徑)定位，避免了加工過程中的累積誤差，確保了產(chǎn)品質(zhì)量；工藝流程簡化，產(chǎn)品加工周期縮短；成本降低，加工效率提高，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。