中小型圓錐滾子軸承鋼制筐形保持架拉伸工序改進(jìn)

趙培振

(山東金帝精密機(jī)械科技股份有限公司，山東 聊城 252035)

面對(duì)保持架市場(chǎng)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，產(chǎn)品價(jià)格在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中尤為重要。為降低生產(chǎn)成本，提高原材料利用率，從而提高保持架的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，針對(duì)筐形保持架批量大和型號(hào)多的特點(diǎn)，提出了降本增效，提高產(chǎn)品質(zhì)量的要求。對(duì)筐形保持架加工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了拉伸工序采用復(fù)合模具的設(shè)計(jì)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(qiáng)度要求高等特點(diǎn)，所以，主要針對(duì)外底徑Dc1<200 mm的筐形保持架拉伸工序進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。

1 筐形保持架結(jié)構(gòu)

筐形保持架結(jié)構(gòu)(圖1)簡(jiǎn)單，便于沖壓加工。下料、拉伸、切底工序是影響軸承裝配的關(guān)鍵技術(shù)，主要參數(shù)為：外底徑Dc1、產(chǎn)品外側(cè)角度β、內(nèi)底徑dc3、外徑Dc及相關(guān)形位公差，如外徑變動(dòng)量VDc、底徑對(duì)外徑的位置變動(dòng)量VHc1、底徑變動(dòng)量Vdc3。

圖1 筐形保持架結(jié)構(gòu)

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(chē)邊→沖孔→切底→壓坡→擴(kuò)張。為保證產(chǎn)品后工序加工和產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)行拉伸工序時(shí)需在保持架底部加工定位孔，切底后料芯無(wú)法利用，且工藝路線長(zhǎng)，增加了人工和動(dòng)力消耗，延長(zhǎng)了加工周期。

改進(jìn)后的工藝路線為：下料、拉伸、切底→車(chē)邊→沖孔→壓坡→擴(kuò)張。采用新工藝后縮短了加工路線，減少了重復(fù)定位造成的產(chǎn)品加工累計(jì)誤差，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，且切底后的無(wú)定位孔料芯可加工其他小型號(hào)的產(chǎn)品，提高了材料利用率。

3 模具結(jié)構(gòu)

針對(duì)目前中小型筐形保持架加工工藝路線，對(duì)產(chǎn)品外底徑Dc1<200 mm的拉伸工序采用復(fù)合模具結(jié)構(gòu)(圖2)，采用改進(jìn)后的新工藝路線，將原來(lái)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(huán)；7—凸凹模接頭

該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于加工和安裝，具有很好的適應(yīng)性，為保證上、下模結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的外徑變動(dòng)量，采用四導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)。上模采用凸模接頭連接切底凸模，為保證產(chǎn)品底徑對(duì)外徑的位置變動(dòng)量VHc1，可采用銷(xiāo)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(huán)為薄壁結(jié)構(gòu)，既要保證卸料環(huán)順利在拉伸凹模里面滑動(dòng)，又要保證切底凸模和卸料環(huán)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(shí)要確保保持架內(nèi)側(cè)與外側(cè)的同軸度，從而保證產(chǎn)品的外徑變動(dòng)量和切底間隙。切底間隙要嚴(yán)格控制,不宜過(guò)大,否者會(huì)造成保持架內(nèi)底徑dc3的偏移和切底毛刺，對(duì)后工序加工產(chǎn)生不利的影響。同時(shí),注意切底凸模進(jìn)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(xù)套用加工同料厚的其他型號(hào)或類(lèi)別的保持架，減少原材料消耗。下料凹模內(nèi)側(cè)尺寸控制保持架毛料尺寸，對(duì)于影響產(chǎn)品關(guān)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(yōu)點(diǎn)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(duì)拉伸凹模采用表面強(qiáng)化處理,使模具表面具有很好的耐磨性和穩(wěn)定性,同時(shí)降低原材料與拉伸凹模的摩擦因數(shù)，增加拉伸凹模的使用壽命,模具壽命可達(dá)到30萬(wàn)件。

4 新工藝模具優(yōu)點(diǎn)

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

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

3)減少了保持架加工過(guò)程中的重復(fù)定位及其引起的累計(jì)誤差,提高了產(chǎn)品質(zhì)量，滿足用戶(hù)裝配需求。內(nèi)底徑dc3=119.2 mm的保持架，采用新模具前后實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 新舊工藝保持架實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比

4)減少了人工成本、設(shè)備投入和動(dòng)能消耗,從而增加了保持架的附加值。如加工某一型號(hào)保持架2萬(wàn)件，原工藝消耗動(dòng)能約1 400元，人工成本約1 500元。采用新工藝后加工同樣數(shù)量的產(chǎn)品，消耗動(dòng)能及人工成本約800元，降低成本約2 100元，效益顯著。

5)現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性高，便于安裝和調(diào)整，減少了模具修理及更換時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。