双列圆柱滚子轴承渗碳钢外圈二次淬火用压模

王珂，陈国志，张中文，康风波

(洛阳LYC轴承有限公司 热处理厂，河南 洛阳 471039)

渗碳钢制造的大型双列圆柱滚子轴承部分型号(如FC4866220，BFC4260210，FC3854200/HC等)外圈带挡边，且高度偏高(110 mm左右)，因此，其在渗碳淬火后二次淬火前存在较大的淬火变形，一旦变形超差将给整形工作带来极大不便；特别是在套圈高度的一半处一旦产生凹心，将造成外径面留量不足，无法满足磨加工的要求，最终成为废品。实际生产中一般用压模对工件进行二次淬火予以解决，因此，淬火模具的设计是否合理与减少变形、保证最终尺寸密切相关。

1 普通大型渗碳钢轴承套圈用压模

一般大型渗碳钢轴承套圈用压模的结构如图1所示。图1a中，上、下模支撑滚道使其达到工作尺寸并控制其变形，模具的支撑面角度与外圈滚道角度一致，模具工作高度同外圈宽度一致。图1b中，活动块的外圆周面为模具的工作面，与内圈内表面接触，对内圈整个宽度进行支撑。

图1 普通渗碳钢轴承套圈淬火用压模

2 双列圆柱滚子轴承渗碳钢外圈压模设计

2.1 压模支撑面的选择

由于双列圆柱滚子轴承外圈带中挡边，无法用上、下模工作面对其滚道进行支撑，只能用上、下模工作面与滚道挡边接触，并对其进行支撑，间接达到控制滚道尺寸和套圈变形的目的。因此，模具支撑面选择为挡边。

2.2 压模结构选择

对于外圈宽度较大的双列圆柱滚子轴承，若采用普通的轴承外圈压模，存在如下问题：(1)若模具工作面高度尺寸与套圈宽度接近，则二次淬火后零件抱紧模具，造成脱模困难，甚至可能会因为脱模操作不当而造成产品的磕碰伤；(2)若模具工作面高度尺寸小，则会使套圈中间部位有相当高度无法被支撑，虽然利于模具和套圈的脱离，但会导致二次淬火套模时套圈收缩，在套圈宽度的中间部位因得不到支撑而产生凹心，影响后序加工。

采用如图2所示结构的模具可避免上述问题。该结构的模具保证了活动块的外圆周面与套圈挡边部位的接触；可将活动块设计得足够高，对套圈的整个宽度进行支撑，因而不会出现凹心问题；套圈二次淬火冷却打掉销子后，锥体可以被其与底板之间的压簧顶起致使活动块缩回，从而方便地取下零件，使脱模变得容易。

1—吊环螺钉；2—吊杆；3—销子；4—压簧；5—锥体；6—活动块；7—拉簧；8—工件；9—底板图2 双列圆柱滚子轴承外圈压模

2.3 压模工作尺寸的设计

双列圆柱滚子轴承外圈采用模具工作面支撑挡边对滚道进行控制，考虑外圈内、外径留量，采用挡边部位车加工尺寸下限作为模具工作面尺寸。

3 使用效果

为了验证所设计压模的可靠性，对3种型号轴承外圈的二次淬、回火后的脱模、凹心情况、留量及磨加工后质量状况进行了跟踪试验，试验测试结果如表1所示。表1中二次淬火的加热温度为(800±5) ℃，回火温度为(165±5) ℃。结果表明，套圈脱模容易，无磕碰伤和凹心现象，外圈外径尺寸和变形均达到相关技术条件要求，满足后序加工的要求。

表1 二次淬、回火后外圈的变形及外径留量 mm