托輥軸承座加工工藝的創新設計與應用

【摘 要】帶式輸送機是我國現有運輸機械中的主要運輸設備，托輥作為其主要組成部件，一直以來作為我廠的主導產品，其加工制作工藝的改革和創新直接關系到托輥的生產效率、成本和利潤。我廠從托輥生產線投入使用以來，一直采用唐冶的加工工序，使用壓力機生產托輥軸承座，其生產效率低，功耗大、人工成本高，已嚴重制約我廠的托輥生產能力和市場競爭力。為此，經過實地考察，借鑒同行業的加工工序，對原有的落料、拉伸模具修改參數，改進工藝，經過多次實驗，成功改為沖床加工，提高生產效率的同時節約原材料10%。

【關鍵詞】軸承座 落料 拉伸模 落邊 沖床

1 引言

我廠是生產托輥的專業廠家，擁有托輥各項專業檢測設備，具備國家煤安認證，但過時的加工制造工序不僅制約托輥的生產效率同時生產成本較高。在如今市場經濟的日益競爭下，如何擺脫困境節支降耗成為我們當前的解決課題。

2 加工工序分析

托輥軸承座采用壓力機制作，每分鐘只能完成兩次行程，一天8小時不停工作也只有900多件，除去員工上料、下料、周轉時間，一天下來也只有500件左右，而如果利用沖床，每分鐘至少完成6-8次行程，每班次安6小時計算工件完成在2000件以上，可提高生產效率3倍以上。另外，通過改進落料方式及卸料裝置，節約原材料10%，修改落邊模具的參數，使軸承座外圓直接成型，減少再次上車加工工序，減少人工成本。

3 落料方式和拉伸模參數的確定

3.1落料方式的改進

多年以來托輥軸承座一直沿用一字排開的落料方式，通過對模具卸料裝置改進，采用錯位下料方式，圖1所示。

圖1

以305108軸承座下料尺寸φ155mm為例，改進前一張板（1250mm×2500mm）出105件成品，改進后出成品120件，鋼板利用率提高10%。

3.2拉伸模具參數的設計尺寸確定

以305108軸承座為例，成品工件圖2所示：

圖2

工件計算須經三次拉伸成型，一拉和二拉經核算拉伸模具的各項參數均符合沖床加工不用修正，只對三拉模具尺寸進行修正：

參照《拉深工藝及拉深模具的設計手冊》：

拉伸上模內孔dA=（dmin+0.4Δ+2Z）+0.08

dmin=圖紙技術要求最小尺寸（工件中徑）

Δ=公差

Z=材料厚度

拉伸下模外圓dT=（dmin+0.4Δ）0-0.05

帶入公式得出上模內孔：φ68+0.06，下模外圓φ62-0.07

軸承座拉伸力的核算：

Fi=Kiπditσb（i=1、2、3…）

Ki=修正系數

di=拉伸直徑

t=材料厚度

σb=400mpa（材質08Al）

壓料力： Fy=π（D2-d2）p/4

D=下料直徑

d=拉伸內徑

p=2.5mpa

帶入公式得F1=300KN，Fy=35.5KN

合力Fg≥1.8（F1+Fy）=1.8×（300+35.5）=604KN

以此類推F2=182KN、F3=122KN

分別采用到現場的160T、80T、63T沖床上，合理搭配。

修正后的模具圖3所示：

圖3

3.3落邊模參數的確定

修改定位柱的公差，使軸承座的同軸度誤差減小到最小范圍，將落邊預留的1mm加工量去掉，使落邊一次成型，減少再次上車工序，最大限度降低人工成本。

4結語

（1）當前國內外同類技術的綜合比較：通過全面、系統的運動分析、受力分析及自制件的優化設計，通過以上幾個工序的創新設計和工件的試制工作，成功解決了托輥軸承座的沖壓工序改型，解決其對生產的阻礙和制約，充分保障了托輥生產要求；有效地降低了工人勞動強度，提高了勞動生產率。同時，該制作工藝的創新設計，不僅提高了我廠托輥制作方面的生產能力，而且對同行業設計、制造薄壁沖壓件具有重要的指導意義，投入少、見效高，也具有極高的推廣價值。

（2）社會經濟效益顯著：軸承座制作工藝的革新和沖壓模具的投入使用為我廠托輥生產提供了有力保障，大大提高了托輥生產效率和降低制作成本，產生了良好的經濟效益，同時，在提高勞動生產率、降低成本、減輕工人的勞動強度和保證安全生產起到了非常重要的作用。

參考文獻：

[1]《機械設計手冊》.北京：機械工業出版社.

[2]《實用機械設計手冊》.中國礦業大學出版社

[3]《礦山機械液壓傳動》.煤炭工業出版社

[4]《材料力學》.中國建材工業出版社

作者簡介：李礦亮（1976—），河北永年人， 工作單位：冀中能源機械裝備有限公司邢臺機械廠，工程師，職務：技術中心副主任。