CN114210869A - 一种角接触轴承冲压保持架生产方法及生产装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种角接触轴承冲压保持架生产方法及生产装置，涉及轴承制造技术领域，采用的方案是：生产装置，包括沿送料方向依次设置的下料拉伸切底模、冲孔压坡模、车边装置以及表面处理装置，其生产方法主要为先使用下料拉伸切底模对预先加工好的板材进行下料拉伸切底，使用冲孔压坡模进行冲孔压坡，保持架成型，然后进行车边和表面处理。接触轴承保持架加工稳定性得到了提高，实现大批量自动化生产，创造了经济效益，同时，人工成本、材料成本及设备成本得到了减少，产品竞争力及利润提高，具有良好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及轴承制造技术领域，尤其涉及一种角接触轴承冲压保持架生产方法及生产装置。
背景技术
随着科技快速发展，高速精密设备被越来越多的研制和使用。而角接触球轴承因其可同时承受径向负荷和轴向负荷且能在较高的转速下工作，广泛应用于工业泵、业齿轮箱、压缩机、工业电机及发电机、卡车、拖车和公共汽车、冶金等行业。但传统角接触轴承钢保持架加工工艺复杂，加工周期长，模具加工复杂、制造成本高且生产质量不稳定。因此，其加工工艺亟需优化创新，提升保持架质量及其稳定性，以满足公司发展及市场需求。
传统的加工工艺路线为：下料—拉伸—切底—冲孔—车边—压坡—表面处理—清洗—防锈—包装。根据角接触轴承冲压钢保持架产品形状特点，主要是完成拉伸、切底、冲孔、车边、压坡的工装夹具的设计和加工。
拉伸模（如图6所示），主要是完成产品外形加工，通过拉伸凹模和拉伸凸模冲压拉伸成形，实现产品外形尺寸技术要求。拉伸凹模和拉伸凸模之间形成特定的间隙，以保证图纸的技术要求及钢板塑性变形的特定要求。其中主要模具拉伸凸模，拉伸凹模需通过数控车床加工。拉伸工序后的半成品通过外形样板进行测量，简单快捷。但是并不能完全反映保持架外形尺寸及其变化，后工序加工存在着不确定性。
切底模（如图7所示），将产品放入定位板，机床上下行程完成，切底凸模、切底凹模闭合完成切底，然后卸料板将产品从切底凸模退出，从而完成切底工序实现。
冲孔模（如图8所示），采用机械式冲孔机，模具结构较为简单，保持架装入弹簧夹头后，冲孔冲头向下运动，完成冲孔动作。由于老式冲孔机全部采用机械传动，稳定性较差，加工产品一致性无法保证，且不易实现自动化生产，生产成本较高。使用三坐标对冲孔完成后的半成品进行测量，产品轮廓度及兜孔位置度90%不合格，产品合格率及稳定性严重制约着该型产品的快速发展。
压坡模（如图9所示），调整压坡凸模的高度，保证保持架装入压坡凸模内，通过机床上下行程动作，压坡凹模压着压坡凸模及产品向下运动，由于芯轴固定，压坡凸模顺着芯轴角度向下向外扩大，从而完成保持架压坡。该模具结构中，压坡凸模工作面须采用仿形加工，且引导面较长。压坡凹模内形必须和产品外形完全符合，且由于压坡凸模引导面较长，压坡凹模内须做压坡凸模避位，且该避位有角度要求。故压坡凸模和压坡凹模加工时需制作专用夹具，并采用雕刻机和线切割加工实现。模具加工复杂，加工周期较长，且避位不一定满足设计需求，给产品实现及质量控制带来了很大的风险。特别是压坡时，保持架和压坡凹模开口接触后，造成保持架轮廓变形，100%轮廓度超出技术要求而报废。
因此，针对上述角接触球轴承传统加工工艺存在的现状，研发一种工艺路线优化、工装模具简单、自动化高的角接触轴承冲压保持架生产方法及生产装置是急需解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种角接触轴承冲压保持架生产方法，以达到工艺路线优化、工装模具简单、自动化高的效果。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种角接触轴承冲压保持架生产方法，包括以下步骤：
步骤一：使用下料拉伸切底模对预先加工好的板材进行下料拉伸切底，且下料拉伸切底动作均由下料拉伸切底模这一个模具完成；由原来的三道工序（下料、拉伸、切底）合并为一道工序，在一台模具上即可完成，提高精度，减少人工操作，大大减少人工成本及材料成本。
步骤二：使用冲孔压坡模进行冲孔压坡，保持架成型；在一台冲孔压坡模上完成冲孔压坡动作，产品一致性明显提高，且模具结构装卸方便，具有较大的适应性，进一步减少人工操作，提高精度。
步骤三：对步骤二中形成的保持架进行车边；
步骤四：对保持架进行表面处理；
其中，步骤二中，冲孔压坡模上所使用的冲孔冲头与冲孔凹模全部仿形。仿形部位和产品完全贴合，使用精密机床加工，冲孔压坡后产品无变形，圆度、轮廓度以及位置全部满足技术要求。
进一步的，下料拉伸切底模上具有偏摆料带，使用偏摆料带进行送料，偏摆料带到位后，机床滑块下行，上模随之运动，拉伸凹模与下料凹模完成下料动作，随着机床继续下行，拉伸凹模与拉伸凸模型腔完成保持架的拉伸成型过程，拉伸到位后，切底凸模工作，与拉伸凸模完成切底工序。通过在下料拉伸切底模上设置偏摆料带，使用偏摆料带进行送料，材料利用率可到78-82%，通过下料拉伸切底模上的拉伸凹模、下料凹模、拉伸凸模、切底凸模的协同配合，协同完成了下料拉伸切底工序，集成度高，各部件间配合密切，大大提高了加工精度和效率。
进一步的，料拉伸切底模的模架采用四导柱结构。稳定性较大提高。
进一步的，料拉伸切底模的上下模设计及加工基准位置统一，采用销孔定位。保证上下模的同轴度及位置度，从而保证产品的外径变动量及合模间隙的一致性，使拉伸后的半成品轮廓度满足技术要求。
进一步的，步骤一中拉伸时控制保持架底面翘度在0.03mm以内。底面为后工序加工的定位基准，这样能够很好的保证后工序定位精准。
进一步的，料拉伸切底模上具有上退料板，切底凸模的高度为上退料板高度+料厚+0.5mm~1.5mm。上退料板高度+料厚+1mm为最佳，可解决高度低则实现不了切底、高度高则产品底孔径则大的问题。
进一步的，步骤二中冲孔压坡模的工作过程为，通过送料机构把保持架装入弹簧夹头内，伺服电机带动模架前进，把保持架送至冲孔冲头和冲孔凹模之间，机床滑块下行，冲孔冲头与冲孔凹模闭合，实现冲孔及压坡。该结构改变以往机械传动结构，采用直线导轨式气动传动及伺服电机带动，实现全自动化操作，加工过程由于采用多种限位机构，加工稳定，产品一致性明显提高，且模具结构装卸方便，具有较大的适应性，加工范围可达产品外径200mm。
进一步的，步骤三中的车边为先对保持架的端面进行粗车加工，然后再进行精车加工。
进一步的，步骤四之后，对保持架进行清洗、防锈、包装处理。
另外，本发明还提供了一种角接触轴承冲压保持架生产装置，包括沿送料方向依次设置的下料拉伸切底模、冲孔压坡模、车边装置以及表面处理装置，所述下料拉伸切底模用于对板料进行下料拉伸切底，所述冲孔压坡模用于对板料进行冲孔压坡，所述车边装置用于对板料加工成的保持架进行车边处理，所述表面处理装置用于对保持架进行表面处理；所述下料拉伸切底模包括模架、下模和上模，所述下模安装在模架上，所述模架采用四导柱结构，所述上模位于下模的上方且与升降机构连接，所述上模安装有切底凸模，所述切底凸模的上部套装有上退料板和拉伸凹模，所述下模安装有拉伸凸模，所述拉伸凸模外套装有下料凹模，所述模架上还设置有偏摆料带；所述冲孔压坡模包括冲孔冲头和冲孔凹模，所述冲孔冲头与冲孔凹模为仿形结构。
冲孔冲头为中间凸起两侧斜坡的仿形结构，冲孔凹模为中间凹陷两侧斜坡的仿形结构，两者相适配，仿形结构和保持架完全贴合，冲孔压坡后保持架无变形，圆度，轮廓度，位置度全部满足技术要求。具体的，冲孔冲头包括一个圆柱状的柱头，柱头的底部具有仿形头，仿形头的两侧为斜坡结构，中间相对于两侧凸起，并且在仿形头的上部具有台阶结构。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本方案提供了一种角接触轴承冲压保持架生产方法及生产装置，首先，由原来的三道工序（下料、拉伸、切底）合并为一道工序，在一台模具上即可完成，提高精度，减少人工操作，大大减少人工成本及材料成本，另外，在一台冲孔压坡模上完成冲孔压坡动作，产品一致性明显提高，且模具结构装卸方便，具有较大的适应性，进一步减少人工操作，提高精度。角接触轴承保持架加工稳定性得到了提高，实现大批量自动化生产，创造了经济效益，同时，人工成本、材料成本及设备成本得到了减少，产品竞争力及利润提高，具有良好的推广应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明具体实施方式中下料拉伸切底模的结构示意图。
图2为本发明具体实施方式中冲孔压坡模的结构示意图。
图3为本发明具体实施方式中冲孔冲头的结构示意图。
图4为本发明具体实施方式中冲孔凹模的结构示意图。
图5为本发明具体实施方式中成型后的保持架的结构示意图。
图6-图9为背景技术中的现有技术结构图。
图中，1、上退料板，2、切底凸模，3、拉伸凹模，4、保持架，5、下料凹模，6、拉伸凸模，7、偏摆料带，8、四导柱结构，9、弹簧夹头，10、冲孔冲头，11、冲孔凹模。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。
具体实施方式1
如图1至图5所示，本具体实施方式提供了一种角接触轴承冲压保持架4生产装置，包括沿送料方向依次设置的下料拉伸切底模、冲孔压坡模、车边装置以及表面处理装置，下料拉伸切底模用于对板料进行下料拉伸切底，冲孔压坡模用于对板料进行冲孔压坡，车边装置用于对板料加工成的保持架4进行车边处理，表面处理装置用于对保持架4进行表面处理；下料拉伸切底模包括模架、下模和上模，下模安装在模架上，模架采用四导柱结构8，上模位于下模的上方且与升降机构连接，上模安装有切底凸模2，切底凸模2的上部套装有上退料板1和拉伸凹模3，下模安装有拉伸凸模6，拉伸凸模6外套装有下料凹模5，模架上还设置有偏摆料带7；冲孔压坡模包括冲孔冲头10和冲孔凹模11，冲孔冲头10与冲孔凹模11为仿形结构。冲孔冲头10为中间凸起两侧斜坡的仿形结构，冲孔凹模11为中间凹陷两侧斜坡的仿形结构，具体的，冲孔冲头10包括一个圆柱状的柱头，柱头的底部具有仿形头，仿形头的两侧为斜坡结构，中间相对于两侧凸起，并且在仿形头的上部具有台阶结构。冲孔冲头10与冲孔凹模11相适配，仿形结构和保持架4完全贴合，冲孔压坡后保持架4无变形，圆度，轮廓度，位置度全部满足技术要求。
具体实施方式2
本具体实施方式提供了一种角接触轴承冲压保持架4生产方法，包括以下步骤：
步骤一：使用下料拉伸切底模对预先加工好的板材进行下料拉伸切底，且下料拉伸切底动作均由下料拉伸切底模这一个模具完成；由原来的三道工序（下料、拉伸、切底）合并为一道工序，在一台模具上即可完成，提高精度，减少人工操作，大大减少人工成本及材料成本。
步骤二：使用冲孔压坡模进行冲孔压坡，保持架4成型；在一台冲孔压坡模上完成冲孔压坡动作，产品一致性明显提高，且模具结构装卸方便，具有较大的适应性，进一步减少人工操作，提高精度。
步骤三：对步骤二中形成的保持架4进行车边；
步骤四：对保持架4进行表面处理。
步骤二中，冲孔压坡模上所使用的冲孔冲头与冲孔凹模全部仿形。仿形部位和产品完全贴合，使用精密机床加工，冲孔压坡后产品无变形，圆度、轮廓度以及位置全部满足技术要求。
其中，下料拉伸切底模上具有偏摆料带7，使用偏摆料带7进行送料，偏摆料带7到位后，机床滑块下行，上模随之运动，拉伸凹模3与下料凹模5完成下料动作，随着机床继续下行，拉伸凹模3与拉伸凸模6型腔完成保持架4的拉伸成型过程，拉伸到位后，切底凸模2工作，与拉伸凸模6完成切底工序。通过在下料拉伸切底模上设置偏摆料带7，使用偏摆料带7进行送料，材料利用率可到78-82%，通过下料拉伸切底模上的拉伸凹模3、下料凹模5、拉伸凸模6、切底凸模2的协同配合，协同完成了下料拉伸切底工序，集成度高，各部件间配合密切，大大提高了加工精度和效率。料拉伸切底模的模架采用四导柱结构8，稳定性较大提高，料拉伸切底模的上下模设计及加工基准位置统一，采用销孔定位，保证上下模的同轴度及位置度，从而保证产品的外径变动量及合模间隙的一致性，使拉伸后的半成品轮廓度满足技术要求。
其中，步骤一中拉伸时控制保持架4底面翘度在0.03mm以内，底面为后工序加工的定位基准，这样能够很好的保证后工序定位精准。料拉伸切底模上具有上退料板1，切底凸模2的高度为上退料板1高度+料厚+0.5mm~1.5mm，具体的，上退料板1高度+料厚+1mm为最佳，可解决高度低则实现不了切底、高度高则产品底孔径则大的问题。
步骤二中冲孔压坡模的工作过程为：通过送料机构把保持架4装入弹簧夹头9内，伺服电机带动模架前进，把保持架4送至冲孔冲头10和冲孔凹模11之间，机床滑块下行，冲孔冲头10与冲孔凹模11闭合，实现冲孔及压坡。该结构改变以往机械传动结构，采用直线导轨式气动传动及伺服电机带动，实现全自动化操作，加工过程由于采用多种限位机构，加工稳定，产品一致性明显提高，且模具结构装卸方便，具有较大的适应性，加工范围可达产品外径200mm。
步骤三中的车边为先对保持架4的端面进行粗车加工，然后再进行精车加工。
步骤四之后，对保持架4进行清洗、防锈、包装处理。
需说明的是，本具体实施方式中所使用的即为具体实施方式1中的角接触轴承冲压保持架4生产装置。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等（如果存在）是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种角接触轴承冲压保持架生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：使用下料拉伸切底模对预先加工好的板材进行下料拉伸切底，且下料拉伸切底动作均由下料拉伸切底模这一个模具完成；
步骤二：使用冲孔压坡模进行冲孔压坡，保持架（4）成型；
步骤三：对步骤二中形成的保持架（4）进行车边；
步骤四：对保持架（4）进行表面处理；
其中，步骤二中，冲孔压坡模上所使用的冲孔冲头（10）与冲孔凹模（11）全部仿形。
2.如权利要求1所述的角接触轴承冲压保持架生产方法，其特征在于，步骤一中，下料拉伸切底模上具有偏摆料带（7），使用偏摆料带（7）进行送料，偏摆料带（7）到位后，机床滑块下行，上模随之运动，拉伸凹模（3）与下料凹模（5）完成下料动作，随着机床继续下行，拉伸凹模（3）与拉伸凸模（6）型腔完成保持架（4）的拉伸成型过程，拉伸到位后，切底凸模（2）工作，与拉伸凸模（6）完成切底工序。
3.如权利要求2所述的角接触轴承冲压保持架生产方法，其特征在于，步骤一中，料拉伸切底模的模架采用四导柱结构（8）。
4.如权利要求3所述的角接触轴承冲压保持架生产方法，其特征在于，步骤一中，上料拉伸切底模的上下模设计及加工基准位置统一，采用销孔定位。
5.如权利要求2所述的角接触轴承冲压保持架生产方法，其特征在于，步骤一中，拉伸时控制保持架（4）底面翘度在0.03mm以内。
6.如权利要求2所述的角接触轴承冲压保持架生产方法，其特征在于，步骤一中，料拉伸切底模上具有上退料板（1），切底凸模（2）的高度为上退料板高度+料厚+（0.5mm~1.5mm）。
7.如权利要求1所述的角接触轴承冲压保持架生产方法，其特征在于，步骤二中，冲孔压坡模的工作过程为：通过送料机构把保持架（4）装入弹簧夹头（9）内，伺服电机带动模架前进，把保持架（4）送至冲孔冲头（10）和冲孔凹模（11）之间，机床滑块下行，冲孔冲头（10）与冲孔凹模（11）闭合，实现冲孔及压坡。
8.如权利要求1所述的角接触轴承冲压保持架生产方法，其特征在于，步骤三中，车边为先对保持架（4）的端面进行粗车加工，然后再进行精车加工；步骤四之后，对保持架（4）进行清洗、防锈、包装处理。
9.一种角接触轴承冲压保持架生产装置，其特征在于，包括沿送料方向依次设置的下料拉伸切底模、冲孔压坡模、车边装置以及表面处理装置，所述下料拉伸切底模用于对板料进行下料拉伸切底，所述冲孔压坡模用于对板料进行冲孔压坡，所述车边装置用于对板料加工成的保持架（4）进行车边处理，所述表面处理装置用于对保持架（4）进行表面处理；所述下料拉伸切底模包括模架、下模和上模，所述下模安装在模架上，所述模架采用四导柱结构（8），所述上模位于下模的上方且与升降机构连接，所述上模安装有切底凸模（2），所述切底凸模（2）上套装有上退料板（1）和拉伸凹模（3），所述下模安装有拉伸凸模（6），所述拉伸凸模（6）外套装有下料凹模（5），所述模架上还设置有偏摆料带（7）；所述冲孔压坡模包括冲孔冲头（10）和冲孔凹模（11），所述冲孔冲头（10）与冲孔凹模（11）为仿形结构。
10.如权利要求9所述的角接触轴承冲压保持架生产装置，其特征在于，所述冲孔冲头（10）包括一个圆柱状的柱头，柱头的底部具有仿形头，仿形头的两侧为斜坡结构，中间相对于两侧凸起，并且在仿形头的上部具有台阶结构。
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2021
- 2021-10-27 CN CN202111255720.9A patent/CN114210869A/zh active Pending
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