圓柱滾子軸承實體保持架兜孔鎖點爪劈壓加工工藝

李迎麗，趙燕

(中國航發哈爾濱軸承有限公司,哈爾濱 150025)

對于保持架外徑面帶鎖點爪的圓柱滾子軸承，裝配時先將滾子從保持架內徑方向裝入，然后再將內圈裝入[1]。為滿足軸承裝配要求，保持架鎖點爪劈壓加工后，應保證兜孔兩側鎖點爪相對兜孔中心對稱，將滾子裝入兜孔后，滾子不突出保持架內徑面[2]。目前保持架兜孔兩側鎖點爪相對兜孔中心的對稱性較差，2個鎖點爪之間距離(以下稱鎖點尺寸)N的一致性難以控制，常出現軸承裝配時內圈難以裝入的現象，軸承返修頻繁，影響交付周期，甚至產生較多的返修廢品[3]。

1 原因分析

保持架外徑面兜孔處鎖點爪的鎖點尺寸通過保持架加工工藝中的劈壓工序形成。劈壓加工一直采用手工方式，將氣脹卡胎的尾椎頂入C620普通車床的主軸，保持架內徑面與氣脹卡胎表面配合后將保持架脹緊。把2粒滾子從保持架外徑方向分別放入單一過梁兩側的兜孔，沖子放置在鎖點爪底部，用鐵錘敲擊沖子，鎖點爪受力后向兜孔方向沿滾子表面彎折，通過滾子限定鎖點爪彎折程度，完成鎖點爪劈壓加工。

因保持架內徑面與氣脹卡胎表面緊密配合，該劈壓加工方式能保證滾子裝入兜孔后不突出保持架內徑面，但存在以下不足：1)手工劈壓鎖點爪，鐵錘對沖子施加的沖擊力大小及方向不恒定，難以控制兜孔兩側鎖點爪彎折狀態，影響鎖點爪相對兜孔的對稱性及鎖點尺寸的一致性；2)按工藝要求保持架完成機械加工后進行表面鍍銀，鍍銀層厚度為0.025～0.045 mm，鍍銀后保持架鎖點尺寸相應縮小0.05～0.09 mm，將單套軸承的所有滾子從外徑方向裝入兜孔后，對應保持架內徑面均有微量的凸出。在保持架鎖點爪彎折狀態及其對稱性、鎖點尺寸一致性差異的影響下，各滾子相對保持架內徑面的凸出量有差異，造成個別軸承裝配時內圈不能順暢組裝[4]。

為消除手工操作產生人為不確定因素的影響，用機械加工取代手工加工，研究提高該類軸承保持架鎖點爪劈壓加工質量的工藝方法，保證保持架鎖點爪劈壓加工后彎折狀態可控，鎖點爪相對兜孔中心對稱,鎖點尺寸一致[5]。

2 解決措施

以某類典型結構保持架為例，以單柱液壓機取代C620普通車床，配套設計專用劈壓模具。保持架結構及劈壓后鎖點尺寸要求如圖1所示，劈壓模具結構如圖2所示，劈壓模具包括工件座(圖3)、定位柱(圖4)、劈壓沖子(圖5)和基座(圖6)。將保持架套在工件座弧形表面，同時使一個兜孔通過定位柱，劈壓沖子劈壓單一兜孔兩側的鎖點爪。

圖1 保持架結構及鎖點尺寸Fig.1 Structure of cage and dimension of locking point

1—劈壓沖子；2—定位柱；3—工件座；4—保持架； 5—基座圖2 劈壓模具Fig.2 Die for split pressing

圖3 工件座Fig.3 Workseat

圖4 定位柱Fig.4 Locating column

圖5 劈壓沖子Fig.5 Split pressing punch

圖6 基座Fig.6 Base

2.1 劈壓模具尺寸設計

2.1.1 工件座

關鍵尺寸為半徑R、高度L2、寬度L和L1。

2.1.2 定位柱

關鍵尺寸為半徑R1、限定鎖點的尺寸A1、限定形變的高度A2、定位寬度A3和A4。

R1等于滾子半徑；A1=N-0.4；A2=(D1-D2)/2-2.2，其中D1為保持架鎖點爪處的外徑，D2為保持架內徑；A3=12.32 mm；A4=14.32 mm。

2.1.3 劈壓沖子

關鍵尺寸為圓弧高度C。

C=M+1，其中M為鎖點爪高度。

2.2 劈壓模具安裝

1)安裝劈壓沖子。將劈壓沖子安裝到單柱液壓機主軸上并固定。

2)組裝。組裝定位柱、工件座、基座(以下簡稱模具組裝體)，保證定位柱下端的圓形柱體與工件座良好、緊密配合，定位柱中部的方形柱體底面與工件座槽的底面緊密貼合。

3)安裝模具組裝體。將模具組裝體安裝到單柱液壓機工裝臺上并調整位置，在保證定位柱與液壓機主軸中心對稱后，將模具組裝體用壓板和螺栓固定到單柱液壓機工作臺表面的T形滑槽內。確定定位柱與液壓機主軸中心對稱的方法是劈壓加工保持架調試件鎖點爪，目視兜孔兩側鎖點爪相對兜孔中心對稱。

2.3 鎖點爪劈壓加工方法

1)安裝保持架。將待加工保持架套裝到工件座圓弧面上，同時把定位柱方形柱體插入保持架兜孔，以定位柱球形柱體限定鎖點爪的彎折方向和彎折程度。

2)確定單柱液壓機運行行程。劈壓加工保持架調試件鎖點爪，當鎖點尺寸、鎖點爪對稱性滿足工藝要求時，鎖定單柱液壓機主軸的行程。

3)劈壓加工保持架鎖點爪。啟動設備，劈壓沖子的圓弧表面同時劈壓保持架兜孔兩側的2個鎖點爪，即完成一對鎖點爪劈壓加工。

3 應用效果

表1 保持架鎖點爪劈壓加工效果對比Tab.1 Comparison of split pressing effects of cage locking prong mm

4 結束語

以機械取代手工，劈壓加工保持架外徑面兜孔兩側鎖點爪，優勢明顯：

1)能夠克服手工施加沖擊力的大小及方向的隨機性，保證沖擊力恒定、可控；

2)劈壓加工后，能夠保證保持架鎖點爪相對兜孔對稱，彎折程度一致，鎖點尺寸穩定，保證軸承內圈輕松組裝；

3)滿足軸承裝配要求，避免裝配過程中出現保持架返修情況。