圆锥滚子轴承筐形保持架压靠模的改进设计

2011-03-16蒙延芬吴红庆

哈尔滨轴承 2011年2期

蒙延芬，吴红庆

（1.中航工业哈尔滨轴承有限公司研发中心，黑龙江哈尔滨市 150036；2.哈尔滨轴承集团公司质量管理部，黑龙江哈尔滨 150036）

1 前言

滚动轴承装配的主要任务是将内圈、外圈、滚动体和保持架组装起来，形成一个比较完整的机械元件。中小型圆锥滚子轴承，一般多采用钢板冲压筐形保持架。在组装前，首先向保持架的兜孔里装滚子，然后装入内圈。一般圆锥滚子轴承在内圈上设计有非工作用的小挡边，小挡边的作用是使内圈、滚子及保持架成为一个不可分离的组合件，这样便于轴承的安装和使用。但是，由于小挡边的存在，使得按产品图样制造的保持架不能直接进行轴承组装。为此，筐形保持架必须在冲压成型后而组装前进行扩张工序。扩张后的保持架在装入滚子和内圈以后，应保证有装配间隙，其总间隙不得超过0.4mm,并保证扩张均匀。这样，在装入滚子后便能顺利地装入带小挡边的内圈，然后再利用压靠模将其收缩至产品图纸规定的成品尺寸。

2 压靠模的结构及工作原理

图1为压靠模的结构图。

图1 压靠模的结构图

从图1可以看出，它的工作原理是通过压力机的压头给力，上模受力后，使保持架受力变形，由于下模的作用使保持架收缩至扩张前的尺寸，即产品图尺寸。使保持架、内圈和滚子成为不可分离的组合件。

3 保持架产生压伤的原因

压靠模各部尺寸设计相当关键，尤其下模设计至关重要。因为它的作用是使保持架收缩到扩张前的尺寸（即产品图尺寸），下模的设计尺寸决定着保持架收缩后的尺寸，图2为保持架产品图。其中：DC’、DC、dc’、dc、Lc、Lf、Δc’、Δc、LS、S、Bc、φc是保持架的产品图尺寸。下模设计依据的是保持架产品图尺寸。图3为压靠模的下模。其中：DM、DM1、DM2、αM、αM1、dM、β、hM、LM、HM、DM0、n、r是下模尺寸。

图2 保持架产品图

图3 压靠模下模

其中αM是模具角度，αM1是拔模角度，n是滚子数量，β是下模躲开滚子的角度，DM0是加工模具β角度必须确定的外圆尺寸。DM是加工模具角度αM必须确定的外圆尺寸。DM是下模很重要的尺寸，采用DM=DC+(1～1.5S)的设计方法加工的模具（S是保持架的板厚），模具在对保持架进行收缩时，经常出现保持架压伤和梁塌腰的现象，压伤部位一般在保持架梁的下部。经过分析DM=DC+(1～1.5S)不是定值，造成了DM尺寸设计的不够准确。若下模的设计尺寸存在问题或保持架扩张量过大，都将产生保持架压伤现象，将直接影响轴承的产品质量。首先一定要控制保持架的扩张量，扩张量的大小应该执行Q/HZ1-34-90工厂标准。

4 对压靠模下模的改进设计

压靠模对保持架进行收缩时，经常出现保持架压伤和梁塌腰的现象，因压伤部位一般在保持架梁的下部，针对此现象进行了分析。因DM是加工模具角度αM的外圆尺寸，当模具角度αM是定值时，若DM的尺寸大小发生变化时，模具的尺寸大小也在发生变化（如图4所示）。 DM的设计尺寸与保持架尺寸不匹配，是造成保持架压伤的主要原因。DM的设计尺寸是模具十分重要的尺寸。为避免保持架压伤和梁塌腰现象的发生，为此对下模DM的设计尺寸进行了改进设计，把原来 DM=DC+(1～1.5S)的尺寸，设计成A点的尺寸，既DM= DC’—2Lf sinφc尺寸（如图2所示）。这样改进设计后的压靠模在收缩保持架时，压点在保持架的大端面上，是保持架梁的上端受力，避免了在压靠过程中经常出现的保持架梁的下部压伤和梁塌腰现象的发生。