中小型圆锥滚子轴承钢制筐形保持架拉伸工序改进

赵培振

(山东金帝精密机械科技股份有限公司，山东 聊城 252035)

面对保持架市场日益激烈的竞争环境，产品价格在市场竞争中尤为重要。为降低生产成本，提高原材料利用率，从而提高保持架的市场竞争力，针对筐形保持架批量大和型号多的特点，提出了降本增效，提高产品质量的要求。对筐形保持架加工工艺进行优化设计，提出了拉伸工序采用复合模具的设计理念。由于外底径Dc1≥200 mm的保持架料厚度S较大，成形力大，模具强度要求高等特点，所以，主要针对外底径Dc1<200 mm的筐形保持架拉伸工序进行技术改进。

1 筐形保持架结构

筐形保持架结构(图1)简单，便于冲压加工。下料、拉伸、切底工序是影响轴承装配的关键技术，主要参数为：外底径Dc1、产品外侧角度β、内底径dc3、外径Dc及相关形位公差，如外径变动量VDc、底径对外径的位置变动量VHc1、底径变动量Vdc3。

图1 筐形保持架结构

2 中小型筐形保持架工艺路线

原工艺路线为：下料→拉伸、冲定位孔→车边→冲孔→切底→压坡→扩张。为保证产品后工序加工和产品质量，进行拉伸工序时需在保持架底部加工定位孔，切底后料芯无法利用，且工艺路线长，增加了人工和动力消耗，延长了加工周期。

改进后的工艺路线为：下料、拉伸、切底→车边→冲孔→压坡→扩张。采用新工艺后缩短了加工路线，减少了重复定位造成的产品加工累计误差，提高了产品质量，且切底后的无定位孔料芯可加工其他小型号的产品，提高了材料利用率。

3 模具结构

针对目前中小型筐形保持架加工工艺路线，对产品外底径Dc1<200 mm的拉伸工序采用复合模具结构(图2)，采用改进后的新工艺路线，将原来的下料、拉伸、切底工序合并为一道工序。

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

该模具结构设计简单，便于加工和安装，具有很好的适应性，为保证上、下模结构的稳定性和产品的外径变动量，采用四导柱结构。上模采用凸模接头连接切底凸模，为保证产品底径对外径的位置变动量VHc1，可采用销钉或凸模接头连接拉伸凹模，以确保切底凸模和拉伸凹模的同轴度不大于φ0.02 mm。

卸料环为薄壁结构，既要保证卸料环顺利在拉伸凹模里面滑动，又要保证切底凸模和卸料环配合好。拉伸凸凹模由于既是拉伸凸模，又是切底凹模，加工时要确保保持架内侧与外侧的同轴度，从而保证产品的外径变动量和切底间隙。切底间隙要严格控制,不宜过大,否者会造成保持架内底径dc3的偏移和切底毛刺，对后工序加工产生不利的影响。同时,注意切底凸模进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径变形。

为提高原材料的利用率，切底后的料芯继续套用加工同料厚的其他型号或类别的保持架，减少原材料消耗。下料凹模内侧尺寸控制保持架毛料尺寸，对于影响产品关键尺寸的拉伸凸凹模、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，热处理变形小等优点的钼钒材料，并采用模具变形小，操作安全的真空热处理工艺，防止模具表面氧化、脱碳。并对拉伸凹模采用表面强化处理,使模具表面具有很好的耐磨性和稳定性,同时降低原材料与拉伸凹模的摩擦因数，增加拉伸凹模的使用寿命,模具寿命可达到30万件。

4 新工艺模具优点

1)把原来的下料→拉伸→切底工序合并为一道工序，降低模具成本。一个型号原有三道工序的模具费用约10 500元，改为一道工序后模具费用约7 700元，模具费用降低2 800元。

2)通过切底料芯套用，材料利用率可达85%～90%，减少了原材料的消耗，降低了生产成本。

3)减少了保持架加工过程中的重复定位及其引起的累计误差,提高了产品质量，满足用户装配需求。内底径dc3=119.2 mm的保持架，采用新模具前后实测数据对比见表1。

表1 新旧工艺保持架实测数据对比

4)减少了人工成本、设备投入和动能消耗,从而增加了保持架的附加值。如加工某一型号保持架2万件，原工艺消耗动能约1 400元，人工成本约1 500元。采用新工艺后加工同样数量的产品，消耗动能及人工成本约800元，降低成本约2 100元，效益显著。

5)现场适应性高，便于安装和调整，减少了模具修理及更换时间，提高了生产效率。