圓錐滾子軸承保持架收縮模的設(shè)計改進

尤偉清，李舉超，楊繼凱

(優(yōu)必勝(蘇州)軸承有限公司，江蘇 常熟 215500)

圓錐滾子軸承保持架收縮模是圓錐滾子軸承裝配的重要工裝，收縮質(zhì)量對軸承的振動、壽命等均產(chǎn)生影響。在傳統(tǒng)收縮模設(shè)計方法中，有些關(guān)注了保持架收縮壓迫的位置和加壓方法；有些關(guān)注了取出內(nèi)組件的方法[1-2]。下文主要從解決圓錐滾子軸承收縮保持架凹模的加工難點出發(fā)，在兼顧傳統(tǒng)設(shè)計優(yōu)點的基礎(chǔ)上,改進了軸承保持架收縮模的設(shè)計。

1 傳統(tǒng)收縮模結(jié)構(gòu)及存在的問題

傳統(tǒng)設(shè)計方法中，圓錐滾子軸承收縮保持架凹模如圖1所示。其結(jié)構(gòu)是將收縮模加工成與保持架角度一致的斜面，并在圓周方向增加避空槽。傳統(tǒng)設(shè)計收縮模斜面采用兩種角度是為了便于取出收縮完成的內(nèi)組件。避空槽為以dp為直徑，α為角度的圓周均布斜圓孔。實際生產(chǎn)中，需要針對圓錐滾子軸承錐角的不同改變參數(shù)，設(shè)計合適的收縮模[3]。

圖1 傳統(tǒng)圓錐滾子軸承收縮保持架凹模

傳統(tǒng)收縮模避空槽設(shè)計成帶角度的斜面，而加工斜槽比較困難。如果在熱處理前加工，外徑較大的收縮模變形也較大，易導(dǎo)致卡滾子、碰傷等情況；如果在熱處理后加工，需要用硬質(zhì)合金銑刀分層逐步完成。實際加工中多以控制熱處理后硬度，逐步銑削而成，但其加工成本非常高。

2 改進后的收縮模

改進后收縮模結(jié)構(gòu)如圖2所示。收縮模作用的位置依然在收縮模的梯形梁上。

圖2 改進后圓錐滾子軸承收縮保持架凹模

(1)實踐證明，當(dāng)圓錐滾子軸承保持架錐角大于9°時，完全不需要將收縮模梁設(shè)計成多角度段的形式。在試裝配完成磨合后，內(nèi)組件脫落無障礙。

(2)在收縮模大頭加工出圓角，以有效防止裝入內(nèi)組件時擦傷滾子。圓角大小可根據(jù)保持架大端圓周高度設(shè)計。

(3)改進避空槽的設(shè)計結(jié)構(gòu)。改進后的收縮模在熱處理前只需加工出斜面及外徑面，在熱處理后線切割避空槽。這樣，既保證了避空槽的尺寸，又大大降低了加工難度，同時熱處理后的硬度也可以提高。

(4)取消底座避空。原底座避空在實際使用中沒有起到有效作用，因此，將其加工成直孔，這樣在粗車時可省略調(diào)頭車工序。

改進設(shè)計中，收縮模中作用梁寬度的調(diào)整，可在線切割避空槽時調(diào)整θ角來完成，如圖3所示。

圖3 凹模局部放大

3 舉例

以31311圓錐滾子軸承為例，采用改進后的設(shè)計方法進行參數(shù)計算。31311為大錐角系列軸承，傳統(tǒng)設(shè)計方法的收縮模易導(dǎo)致梯形梁上下寬度差較大。

依據(jù)新設(shè)計方法確定的參數(shù)為：高度H=31 mm，h=8 mm， 內(nèi)徑d=86 mm，外徑D=160 mm，中心徑di=109.3 mm；避空槽半徑R=8.25 mm，等分數(shù)n=16，角度β=26.5°，θ=10°梯形梁上部分寬度為5.089 mm，下部分寬度為4.601 mm，得到比較理想的形狀。如果繼續(xù)調(diào)整θ角還能將該形狀進一步優(yōu)化。

4 結(jié)束語

通過對傳統(tǒng)圓錐滾子軸承保持架收縮模結(jié)構(gòu)的設(shè)計改進，逐步得到了既實用又易加工的模具結(jié)構(gòu)，改進后的模具能夠使工裝制造成本降低50%以上，特別適合于小批量、多品種的生產(chǎn)需求。