中小型圓錐滾子軸承鋼制筐形保持架拉伸工序改進

趙培振

(山東金帝精密機械科技股份有限公司，山東 聊城 252035)

面對保持架市場日益激烈的競爭環境，產品價格在市場競爭中尤為重要。為降低生產成本，提高原材料利用率，從而提高保持架的市場競爭力，針對筐形保持架批量大和型號多的特點，提出了降本增效，提高產品質量的要求。對筐形保持架加工工藝進行優化設計，提出了拉伸工序采用復合模具的設計理念。由于外底徑Dc1≥200 mm的保持架料厚度S較大，成形力大，模具強度要求高等特點，所以，主要針對外底徑Dc1<200 mm的筐形保持架拉伸工序進行技術改進。

1 筐形保持架結構

筐形保持架結構(圖1)簡單，便于沖壓加工。下料、拉伸、切底工序是影響軸承裝配的關鍵技術，主要參數為：外底徑Dc1、產品外側角度β、內底徑dc3、外徑Dc及相關形位公差，如外徑變動量VDc、底徑對外徑的位置變動量VHc1、底徑變動量Vdc3。

圖1 筐形保持架結構

2 中小型筐形保持架工藝路線

原工藝路線為：下料→拉伸、沖定位孔→車邊→沖孔→切底→壓坡→擴張。為保證產品后工序加工和產品質量，進行拉伸工序時需在保持架底部加工定位孔，切底后料芯無法利用，且工藝路線長，增加了人工和動力消耗，延長了加工周期。

改進后的工藝路線為：下料、拉伸、切底→車邊→沖孔→壓坡→擴張。采用新工藝后縮短了加工路線，減少了重復定位造成的產品加工累計誤差，提高了產品質量，且切底后的無定位孔料芯可加工其他小型號的產品，提高了材料利用率。

3 模具結構

針對目前中小型筐形保持架加工工藝路線，對產品外底徑Dc1<200 mm的拉伸工序采用復合模具結構(圖2)，采用改進后的新工藝路線，將原來的下料、拉伸、切底工序合并為一道工序。

1—凸模接頭；2—切底凸模；3—下料凹模；4—拉伸凹模；5—拉伸凸凹模；6—下卸料環；7—凸凹模接頭

該模具結構設計簡單，便于加工和安裝，具有很好的適應性，為保證上、下模結構的穩定性和產品的外徑變動量，采用四導柱結構。上模采用凸模接頭連接切底凸模，為保證產品底徑對外徑的位置變動量VHc1，可采用銷釘或凸模接頭連接拉伸凹模，以確保切底凸模和拉伸凹模的同軸度不大于φ0.02 mm。

卸料環為薄壁結構，既要保證卸料環順利在拉伸凹模里面滑動，又要保證切底凸模和卸料環配合好。拉伸凸凹模由于既是拉伸凸模，又是切底凹模，加工時要確保保持架內側與外側的同軸度，從而保證產品的外徑變動量和切底間隙。切底間隙要嚴格控制,不宜過大,否者會造成保持架內底徑dc3的偏移和切底毛刺，對后工序加工產生不利的影響。同時,注意切底凸模進入拉伸凸凹模的深度,即切底凸模的高度不宜突出拉伸凸凹模的高度太多，避免引起切底后保持架底徑變形。

為提高原材料的利用率，切底后的料芯繼續套用加工同料厚的其他型號或類別的保持架，減少原材料消耗。下料凹模內側尺寸控制保持架毛料尺寸，對于影響產品關鍵尺寸的拉伸凸凹模、切底凸模等模具材料使用了具有淬透性好，硬度高，耐磨性好，熱處理變形小等優點的鉬釩材料，并采用模具變形小，操作安全的真空熱處理工藝，防止模具表面氧化、脫碳。并對拉伸凹模采用表面強化處理,使模具表面具有很好的耐磨性和穩定性,同時降低原材料與拉伸凹模的摩擦因數，增加拉伸凹模的使用壽命,模具壽命可達到30萬件。

4 新工藝模具優點

1)把原來的下料→拉伸→切底工序合并為一道工序，降低模具成本。一個型號原有三道工序的模具費用約10 500元，改為一道工序后模具費用約7 700元，模具費用降低2 800元。

2)通過切底料芯套用，材料利用率可達85%～90%，減少了原材料的消耗，降低了生產成本。

3)減少了保持架加工過程中的重復定位及其引起的累計誤差,提高了產品質量，滿足用戶裝配需求。內底徑dc3=119.2 mm的保持架，采用新模具前后實測數據對比見表1。

表1 新舊工藝保持架實測數據對比

4)減少了人工成本、設備投入和動能消耗,從而增加了保持架的附加值。如加工某一型號保持架2萬件，原工藝消耗動能約1 400元，人工成本約1 500元。采用新工藝后加工同樣數量的產品，消耗動能及人工成本約800元，降低成本約2 100元，效益顯著。

5)現場適應性高，便于安裝和調整，減少了模具修理及更換時間，提高了生產效率。