CN111940633A - 一种轴承保持架无毛刺冲孔装置及冲孔工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种轴承保持架无毛刺冲孔装置，包括工作台和冲头，所述工作台上设有下模，冲头下端设有上模，所述上模从右至左依次包括成形模上模、整形模上模、一次冲孔模上模、墩倒角模上模和二次冲孔模上模，所述下模从右至左依次包括成形模下模、整形模下模、一次冲孔模下模、墩倒角模下模和二次冲孔模下模；通过五步的冲压，保证轴承保持架不会产生飞边和毛刺，提高轴承的装配质量和使用寿命，有效地提高了滚动轴承的质量。并且将五个模具集成到一起，降低成本，冲压节拍紧凑，提高了加工效率。

Description

一种轴承保持架无毛刺冲孔装置及冲孔工艺
技术领域
本发明涉及轴承保持架加工技术领域，具体地说是一种轴承保持架无毛刺冲孔装置及冲孔工艺。
背景技术
目前的轴承保持架冲孔的加工工艺一般都是由三工位装具，安装到冲床上进行加工，这三个工位分别是：成形、整型、冲铆钉孔。由于铆钉孔径一般都很小，所以冲针、凹模的使用寿命平均只有一天左右就需要修磨一次，一旦冲针和凹模不够锐利，冲压过程就从原来的剪切变为局部的撕裂和挤涨，也就产生了孔边缘的飞边与毛刺。另外，高端轴承要求对保持架的表面进行渗氮处理，经渗氮处理后的保持架硬度很高，尽管使用不锈钢材质的铆钉，有时也会因铆钉和铆钉孔的加工误差，在铆钉压入铆钉孔时会将铆钉刮下碎屑。这些碎屑会垫在铆钉帽和保持架铆钉孔之间，致使铆钉压装不牢固，在轴承的装配中铆钉帽常常因受铆合的撞击而断裂，这样就降低了轴承装配的合格率。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种轴承保持架无毛刺冲孔装置及冲孔工艺，能够保证轴承冲孔过程中不产生飞边和毛刺，提高轴承的装配质量和使用寿命。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种轴承保持架无毛刺冲孔装置，包括工作台和冲头，所述工作台上设有下模，冲头下端设有上模，下模与上模配合，所述上模从右至左依次包括成形模上模、整形模上模、一次冲孔模上模、墩倒角模上模和二次冲孔模上模，所述下模从右至左依次包括成形模下模、整形模下模、一次冲孔模下模、墩倒角模下模和二次冲孔模下模；
还包括横梁、张开驱动机构和横移驱动机构，横梁对称的分布在下模前后两端，张开驱动机构对称的分布在下模两端，所述横梁支撑在工作台上并与工作台之间滑动连接，横梁上设有用于夹取工件的夹件板，夹件板设有六个，左侧的五个夹件板与下模一一对应，工作台上设有料筒，右侧夹件板与料筒对应。
进一步地，所述张开驱动机构包括压头和定位块，压头安装在冲头侧面，所述定位块安装在工作台上，定位块内设有滑板，滑板与定位块之间滑动连接，横梁两端均设有滑块，滑块与工作台之间滑动连接，横梁穿过滑块并与滑块之间滑动连接，滑板外侧一端与滑块连接，压头下端与滑板内侧一端配合，前后两横梁之间设有第一压缩弹簧。
进一步地，所述冲头侧面设有丝杆，丝杆端部设有端板，压头安装在端板上，压头上设有长条孔。
进一步地，所述定位块内设有竖直开槽和水平开槽，压头下端与竖直开槽配合，滑板内侧一端深入到水平开槽内，滑板前后对称分布；
所述压头下端为锐角，滑板内侧一端为锐角，滑板内侧一端锐角处设有滚轮。
进一步地，所述工作台上设有第一导向杆，第一导向杆两端穿过对应的滑块并与滑块之间滑动连接。
进一步地，所述横移驱动机构包括竖杆和第二拉伸弹簧，竖杆与横梁右端连接，所述竖杆与冲床右侧主惯性飞轮连接，第二拉伸弹簧一端与竖杆连接，第二拉伸弹簧另一端与工作台连接。
进一步地，所述料筒下端开口，夹件板穿过开口夹紧工件，所述料筒上端设有限位柱。
进一步地，一种轴承保持架无毛刺冲孔工艺，利用所述的冲孔装置，包括以下步骤：
a成形；
b整型；
c一次冲孔，冲一个比标准孔径小的铆钉孔；
d墩倒角；
e二次冲孔。
进一步地，步骤d中，倒角的直径比铆钉孔规定标准孔径大0.2～0.3毫米。
本发明的有益效果是：
1、本发明中上模从右至左依次包括成形模上模、整形模上模、一次冲孔模上模、墩倒角模上模和二次冲孔模上模，所述下模从右至左依次包括成形模下模、整形模下模、一次冲孔模下模、墩倒角模下模和二次冲孔模下模；通过五步的冲压，保证轴承保持架不会产生飞边和毛刺，提高轴承的装配质量和使用寿命，有效地提高了滚动轴承的质量。并且将五个模具集成到一起，降低成本，冲压节拍紧凑，提高了加工效率。
2、本发明中设有横梁、张开驱动机构和横移驱动机构，横梁对称的分布在下模前后两端，张开驱动机构对称的分布在下模两端，所述横梁支撑在工作台上并与工作台之间滑动连接，横梁上设有用于夹取工件的夹件板，工作台上设有料筒，夹件板与料筒下端配合，料筒用于盛装工件；在冲孔过程中，通过张开驱动机构驱动横梁收缩或者张开，从而实现工件的抓取和放下，之后通过横移驱动机构驱动横梁左右移动，从而实现工件从料筒到下模的搬运，实现了工件的自动上料，自动化程度高，降低了劳动强度。
3、本发明中压头下端为锐角，滑板内侧一端为锐角，滑板内侧一端锐角处设有滚轮，滚轮能够减少摩擦力，方便将滑板张开，增加使用寿命。
4、墩倒角时，倒角的直径比最终的铆钉孔规定标准孔径大0.2～0.3毫米，墩倒角过程会引起保持架的局部变形，在有铆钉孔的位置处墩倒角，可使变形缩入孔内，使保持架外围的变形最小，并且使二次冲孔时不会产生毛刺和飞边。另外，在不锈钢铆钉压入铆钉孔时，铆钉刮下碎屑亦可储存在铆钉和锥面所形成的锥形环状空间内，不会垫在铆钉帽和保持架之间而影响铆钉压装质量。
5、墩倒角后，在轴承组装完成用铆钉铆合保持架的另一片时，由于有了这个45度的内倒角，新形成的铆钉帽与铆钉杆之间直径是渐变的，受力将更加合理和均匀，避免了以往普通工艺所产生的直径突变所引起的应力集中现象，使铆钉的牢固度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明定位块剖视图。
图中：工作台1，冲头2，开口3，限位柱4，横梁5，压头6，定位块7，滑板8，滑块9，第一压缩弹簧10，夹件板11，料筒12，竖杆13，第二拉伸弹簧14，丝杆15，端板16，长条孔17，竖直开槽18，水平开槽19，滚轮20，第一导向杆21，立柱22，成形模上模23，整形模上模24，一次冲孔模上模25，墩倒角模上模26，二次冲孔模上模27，成形模下模28，整形模下模29，一次冲孔模下模30，墩倒角模下模31，二次冲孔模下模32。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
为方便描述，现定义坐标系如图1所示。
如图1所示，一种轴承保持架无毛刺冲孔装置，包括工作台1和冲头2，所述工作台1上设有下模，冲头2下端设有上模，下模与上模配合，所述上模从右至左依次包括成形模上模23、整形模上模24、一次冲孔模上模25、墩倒角模上模26和二次冲孔模上模27，所述下模从右至左依次包括成形模下模28、整形模下模29、一次冲孔模下模30、墩倒角模下模31和二次冲孔模下模32；成形模上模23对应成形模下模28，整形模上模24对应整形模下模29，一次冲孔模上模25对应一次冲孔模下模30，墩倒角模上模26对应墩倒角模下模31，二次冲孔模上模27对应二次冲孔模下模32。通过五步的冲压，保证轴承保持架不会产生飞边和毛刺，提高轴承的装配质量和使用寿命，有效地提高了滚动轴承的质量。并且将五个模具集成到一起，降低成本，冲压节拍紧凑，提高了加工效率。
如图1所示，还包括横梁5、张开驱动机构和横移驱动机构，横梁5对称的分布在下模3前后两端，张开驱动机构对称的分布在下模3两端，所述横梁5支撑在工作台1上并与工作台1之间滑动连接，横梁5上设有用于夹取工件的夹件板11，夹件板11设有六个，左侧的五个夹件板11与下模一一对应，工作台1上设有料筒12，右侧夹件板11与料筒12对应。夹件板11与料筒12下端配合，料筒12用于盛装工件；在冲孔过程中，通过张开驱动机构驱动横梁收缩或者张开，从而实现工件的抓取和放下，之后通过横移驱动机构驱动横梁左右移动，从而实现工件从料筒到下模的搬运，以及上一步冲压工位到下一步冲压工位的移动，实现了工件的自动上料，自动化程度高，降低了劳动强度。
如图1所示，所述张开驱动机构包括压头6和定位块7，压头6安装在冲头2侧面，所述定位块7安装在工作台1上，定位块7内设有滑板8，滑板8与定位块7之间滑动连接，横梁5两端均设有滑块9，滑块9与工作台1之间滑动连接，滑动方向为前后方向，横梁5穿过滑块9并与滑块9之间滑动连接，滑板8外侧一端与滑块9连接，压头6下端与滑板8内侧一端配合，前后两横梁5之间设有第一压缩弹簧10；压头6随着冲头2的升降而升降，压头6上升时，在第一压缩弹簧10的作用下，前后两横梁5相向移动，横梁5上的夹件板11夹紧工件；当压头6下降时，压头6下端驱动滑板8向外侧移动，滑块9外侧移动，此处所说的外侧是指远离下模的一侧，从而驱动前后对称的横梁5张开，上下模对工件进行冲压加工。
如图1所示，所述冲头2侧面设有丝杆15，丝杆15前后对称的设有两个，丝杆15端部设有端板16，端板16与丝杆15之间通过螺母固定，方便调节端板16的位置，降低加工精度，压头6安装在端板上，压头6上设有长条孔17，长条孔17轴线呈竖直方向，压头6可沿长条孔17上下移动。
如图2所示，所述定位块7内设有竖直开槽18和水平开槽19，压头6下端与竖直开槽18配合，滑板8内侧一端深入到水平开槽19内，滑板8在水平开槽19内滑动，滑板8前后对称分布，每个滑板8对应一个横梁5；所述压头6下端为锐角，滑板8内侧一端为锐角，滑板8内侧一端锐角处设有滚轮20，滚轮能够减少摩擦力，方便将滑板8张开，增加使用寿命。
如图1所示，所述工作台1上设有第一导向杆21，第一导向杆21固定在工作台1上，第一导向杆21两端穿过对应的滑块9并与滑块9之间滑动连接，第一导向杆21限定滑块9前后移动。
如图1所示，所述横移驱动机构包括竖杆13和第二拉伸弹簧14，竖杆13与横梁5右端连接，竖杆13与两横梁5组成左端开口的框架结构，所述竖杆13与冲床右侧主惯性飞轮连接，图未视，第二拉伸弹簧14一端与竖杆13连接，第二拉伸弹簧14另一端与工作台1连接，在冲床右侧主惯性飞轮的作用下，横梁克服第二拉伸弹簧14的弹力右移，或者当链条放松时，横梁在第二拉伸弹簧14弹力的作用下左移，与冲头的升降配合，既当冲头升起时，夹件板11夹紧工件，此时横梁处于右端的位置，第二拉伸弹簧14受力拉伸，冲床右侧主惯性飞轮继续转动，链条放松，第二拉伸弹簧14拉动横梁左移，将工件从料筒12中抓取到下模上，并且将上一工位的工件搬运到下一工位上进行加工，实现工件的抓取搬运，自动化程度高，降低了劳动强度，通过机械结构与冲床的联动实现工件的搬运，结构简单，成本低。所述竖杆13中间位置设有立柱22，立柱22通过链条与冲床右侧主惯性飞轮连接。竖杆13右端设有导向机构，对竖杆13的左右移动进行导向。
如图1所示，所述料筒12下端开口3，夹件板11穿过开口3夹紧工件，所述料筒12上端设有限位柱4，限位柱4设有三个，对工件进行限位，增加料筒12内工件的数量。
一种轴承保持架无毛刺冲孔工艺，利用所述的冲孔装置，包括以下步骤：
a成形；
b整型；
c一次冲孔，冲一个比标准孔径小0.2毫米的铆钉孔；
d墩倒角；
e二次冲孔。因为在墩倒角工艺时，一次冲孔所形成铆钉孔的尺寸和形状都发生了变化，所以必须进行二次冲孔，以保证铆钉孔的尺寸达到标准孔径的要求。这次冲孔由于是在锥面上进行，加工量又小每边0.1mm，不但不容易形成毛刺和飞边，而且冲头针和凹模的磨损量也小，可长久保持锐利。
步骤d中，这是最关键的一步，就是在冲出的小孔周围，墩出一个锥度为45度的内倒角，倒角的直径比最终的铆钉孔规定标准孔径大0.2～0.3毫米，之所以选择墩倒角放在一次冲孔之后进行，是因为有以下的考量：墩倒角过程会引起保持架的局部变形，在有铆钉孔的位置处墩倒角，可使变形缩入孔内，使保持架外围的变形最小。而且正是因为有了这个45度的内倒角，使二次冲孔形成毛刺和飞边的可能性成为几乎为零，因为在平面上冲孔和在锥面上冲孔受力是不同的。最重要的是，即使形成了毛刺和飞边也不会影响铆钉的压装质量：毛刺和飞边可储存在铆钉和锥面所形成的锥形环状空间内；另外，在不锈钢铆钉压入铆钉孔时，铆钉刮下碎屑亦可储存在铆钉和锥面所形成的锥形环状空间内，不会垫在铆钉帽和保持架之间而影响铆钉压装质量了。
在轴承组装完成用铆钉铆合保持架的另一片时，由于有了这个45度的内倒角，新形成的铆钉帽与铆钉杆之间直径是渐变的，受力将更加合理和均匀，避免了以往普通工艺所产生的直径突变所引起的应力集中现象，使铆钉的牢固度更高。按本发明制造的产品曾经过额定负载下转速为13000r/min超标准30％，连续168h的高强度极端耐久实验，经实验的轴承铆钉无一损坏和脱落。
在对本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (9)

1.一种轴承保持架无毛刺冲孔装置，包括工作台(1)和冲头(2)，所述工作台(1)上设有下模，冲头(2)下端设有上模，下模与上模配合，其特征在于，所述上模从右至左依次包括成形模上模(23)、整形模上模(24)、一次冲孔模上模(25)、墩倒角模上模(26)和二次冲孔模上模(27)，所述下模从右至左依次包括成形模下模(28)、整形模下模(29)、一次冲孔模下模(30)、墩倒角模下模(31)和二次冲孔模下模(32)；
还包括横梁(5)、张开驱动机构和横移驱动机构，横梁(5)对称的分布在下模(3)前后两端，张开驱动机构对称的分布在下模(3)两端，所述横梁(5)支撑在工作台(1)上并与工作台(1)之间滑动连接，横梁(5)上设有用于夹取工件的夹件板(11)，夹件板(11)设有六个，左侧的五个夹件板(11)与下模一一对应，工作台(1)上设有料筒(12)，右侧夹件板(11)与料筒(12)对应。
2.如权利要求1所述的一种轴承保持架无毛刺冲孔装置，其特征在于，所述张开驱动机构包括压头(6)和定位块(7)，压头(6)安装在冲头(2)侧面，所述定位块(7)安装在工作台(1)上，定位块(7)内设有滑板(8)，滑板(8)与定位块(7)之间滑动连接，横梁(5)两端均设有滑块(9)，滑块(9)与工作台(1)之间滑动连接，横梁(5)穿过滑块(9)并与滑块(9)之间滑动连接，滑板(8)外侧一端与滑块(9)连接，压头(6)下端与滑板(8)内侧一端配合，前后两横梁(5)之间设有第一压缩弹簧(10)。
3.如权利要求2所述的一种轴承保持架无毛刺冲孔装置，其特征在于，所述冲头(2)侧面设有丝杆(15)，丝杆(15)端部设有端板(16)，压头(6)安装在端板上，压头(6)上设有长条孔(17)。
4.如权利要求2所述的一种轴承保持架无毛刺冲孔装置，其特征在于，所述定位块(7)内设有竖直开槽(18)和水平开槽(19)，压头(6)下端与竖直开槽(18)配合，滑板(8)内侧一端深入到水平开槽(19)内，滑板(8)前后对称分布；
所述压头(6)下端为锐角，滑板(8)内侧一端为锐角，滑板(8)内侧一端锐角处设有滚轮(20)。
5.如权利要求2所述的一种轴承保持架无毛刺冲孔装置，其特征在于，所述工作台(1)上设有第一导向杆(21)，第一导向杆(21)两端穿过对应的滑块(9)并与滑块(9)之间滑动连接。
6.如权利要求1所述的一种轴承保持架无毛刺冲孔装置，其特征在于，所述横移驱动机构包括竖杆(13)和第二拉伸弹簧(14)，竖杆(13)与横梁(5)右端连接，所述竖杆(13)与冲床右侧主惯性飞轮连接，第二拉伸弹簧(14)一端与竖杆(13)连接，第二拉伸弹簧(14)另一端与工作台(1)连接。
7.如权利要求1所述的一种轴承保持架无毛刺冲孔装置，其特征在于，所述料筒(12)下端开口(3)，夹件板(11)穿过开口(3)夹紧工件，所述料筒(12)上端设有限位柱(4)。
8.一种轴承保持架无毛刺冲孔工艺，利用权利要求1至7中任一项所述的冲孔装置，其特征在于，包括以下步骤：
a成形；
b整型；
c一次冲孔，冲一个比标准孔径小的铆钉孔；
d墩倒角；
e二次冲孔。
9.如权利要求8所述的一种轴承保持架无毛刺冲孔工艺，其特征在于，步骤d中，倒角的直径比铆钉孔规定标准孔径大0.2～0.3毫米。
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