CN202946555U - 一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构及其装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构及其装置,其包括：由孔梁和内孔组成的保持架环形主体、凸缘、窗孔、底面、弧形突点；所述保持架环形主体上沿周向均布设置有多个所述窗孔；大端边处设有向远离所述保持架环形主体的内孔的中心轴线方向外延伸的环状凸缘，窗孔沿保持架环形主体轴向的两端分别设置有弧形突点；一种用于制作圆锥滚子轴承用的全冲压保持架装置其包括：保持架、顶杆、卸料环、凹模、凸模、下卸料板、弹簧、定位板、残料；所述凸模外侧设置有所述下卸料板；凸模上方套设有定位板和保持架；卸料环与顶杆连接、且套设于凹模内侧；本实用新型的目的：在于创新保持架结构和减薄板材厚度，实现全冲压法制造保持架。

Description

一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构及其装置

技术领域

本实用新型涉及一种滚动轴承技术领域,特别是涉及一种圆锥滚子轴承用的保持架，它是全新换代全冲压成形结构的保持架，其结构还可涉及其他冲制的保持架。 

背景技术

目前圆锥滚子轴承所使用冲压保持架主要是用金属板材经冲压、车削加工而成，形状呈截头环状圆锥形保持架(或称圆锥形、筐形保持架)，结构如图1所示。保持架包括内孔及外部轮廓呈截头圆锥形的环形主体，在环形主体的周围有供安装滚子的窗孔，环形主体的轴向两端分别为端边和孔梁，环形主体的底边是向环形主体的中心延伸的翻边，端边是在车床上进行车削加工。现在的圆锥滚子轴承保持架冲压生产制造工序流程如图3所示，通过切料成形—切底—冲窗孔—切边—压孔坡—扩张主要工序均在压力机（冲床）上冲压加工， 

上述圆锥滚子轴承用的保持架从问世以来所用的板厚在设计上一直采用（t=Ks·Dw）经验公式求得。这个公式是上世界五十年代原苏联在援助我国轴承技术中所提供，开始先在轴承厂中作为设计标准沿用（Q/LZA002-93为洛阳轴承厂企业标准）。后来，国家建立轴承研究所作为行业标准为ZYS9-93共同使用，ZYS是轴承研究所拼音字的缩写两者内容等同，93代表年份在标准内容中通过实践有些作了细化或改进，但板厚计算经验公式（t=Ks·Dw）未变。其中t为板厚，Dw为滚子的大端直径，Ks为经验系数。 

目前就圆锥滚子轴承用的的冲压保持架来说Ks值（见表1）当板厚确定之后，根据设计标准ZYS9-93中有关保持架的参数设计相关尺寸。保持架在整体轴承中属低值产品，因此在板厚的取值来源上源于经验公式，故趋于保守取值较厚。又因板材取值较厚，使保持架整体冲压工艺性能较差而导致产品精度低。从上述工艺流程图3上可知现有结构的保持架离不开对端边的车削加工，来保证截头环形主体的高度。以上加工流程中的冲压、车削称冲、车结合加工法。这种加工方法不但生产效率低而且还产生铁屑，影响整体生产环境。同时从图1中所示这种保持架的结构虽然板材取值较厚但刚性并不好。反之，为增加保持架的刚性只能靠增加板厚来补偿。 

由此可见，上述现有的轴承用的保持架在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新型结构的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构及其装置，亦成为当前业界极需改进的目标。 

有鉴于上述现有的轴承用的保持架存在的缺陷，本实用新型人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构及其装置，能够改进一般现有的轴承用的保持架，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。 

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的轴承用的保持架存在的缺陷，而提供一种新型结构的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构及其装置，所要解决的技术问题是使其在于创新保持架结构和减薄板材厚度。实现全冲压法制造保持架和节约材料，以创新型圆锥滚子轴承保持架，解决现有的技术中对厚板冲制因工艺性差导致保持架整体质量较低的问题，本实用新型提供了对新结构保持架的加工方法。 

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构其中包括：由孔梁和内孔组成的保持架环形主体、凸缘、窗孔、底面、弧形突点；所述保持架环形主体上沿周向均布设置有多个所述窗孔；所述的保持架环形主体的大端边处设有向远离所述保持架环形主体的内孔的中心轴线方向外延伸的环状凸缘，所述保持架环形主体窗孔沿保持架环形主体轴向的两端分别设置有弧形突点， 

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 

前述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于其中保持架环形主体外凸缘的延伸平面垂直所述环形主体内孔中心轴线并与截头锥形半角构成大于90°的锥角。 

前述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于其中保持架环形主体的壁厚与环状内翻边的厚度及环状外凸缘的厚度相等。 

前述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于其中保持架环形主体板厚取值公式为：t=Ks′·Dw，式中：t为板厚；Dw为滚子大端直径，Ks′为同系列轴承中采用的系数。 

前述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于其中底 面设有底孔。 

前述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于凸缘）设定值B=(1.0～1.5)t，式中B为凸缘环的宽度，t为板厚。 

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种用于制作圆锥滚子轴承用的的全冲压保持架装置其中包括：保持架、顶杆、卸料环、凹模、凸模、下卸料板、弹簧、定位板、残料；所述凸模外侧设置有所述下卸料板。所述凸模上方套设有所述定位板和所述保持架；所述卸料环与所述顶杆连接、且套设于凹模内侧； 

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。 

前述的一种用于制作圆锥滚子轴承用的全冲压保持架装置，其特征在于下卸料板下方设置有所述弹簧。 

前述的一种用于制作圆锥滚子轴承用的全冲压保持架装置，其特征在于所述凹模与所述凸模之间夹设有所述残料。 

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术内容可知，为达到上述目的，本实用新型提供了一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构及其装置其中包括：由孔梁和内孔组成的保持架环形主体、凸缘、窗孔、底面、弧形突点；所述保持架环形主体上沿周向均布设置有多个所述窗孔；所述的保持架环形主体的大端边处设有向远离所述保持架环形主体的内孔的中心轴线方向外延伸的环状凸缘，所述保持架环形主体窗孔沿保持架环形主体轴向的两端分别设置有弧形突点，提出的一种用于制作圆锥滚子轴承用的全冲压保持架装置其中包括：保持架、顶杆、卸料环、凹模、凸模、下卸料板、弹簧、定位板、残料；所述凸模外侧设置有所述下卸料板。所述凸模上方套设有所述定位板和所述保持架；所述卸料环与所述顶杆连接、且套设于凹模内侧；为实现上述目的，本实用新型提供保持架如下技术方案：一种圆锥滚子轴承用的保持架，包括内孔及外部轮廓均呈截头圆锥形环形主体。将呈截头圆锥形内孔的轴向定义为环形主体的轴向，在环形主体上沿周向均布有多个用于安装滚子的窗孔，环形主体的轴向两端（即小端和大端）分别为底边和端边，大端边的径向尺寸大于底边的径向尺寸。所述环形主体的底边处设有向环形主体内孔的中心轴线方向内延伸的环状内翻边（或称沿），所述的环形主体的大端边处设有向远离所述环形主体的内孔的中心轴线方向外延伸的环状凸缘，将环形主体的壁厚定义为保持架板厚，环形主体的壁厚与环状内翻边的厚度及环状外凸缘的厚度均相等。同系列轴承所采用保持架板厚计算公式均同用（t=Ks′·Dw），式中：t为板厚；Dw为滚子大端直径；Ks′值是通过可靠工程 用实例等强对比在有限元力学计算方法上得出表2中的Ks′作为计算板厚的依据。 

所述环形外凸缘的延伸平面垂直所述环形主体内孔中的中心轴线并与截头锥形半角构成大于90°的锥角。 

所述环形主体上窗孔沿环形主体轴向的两端分别设置有朝向窗孔内上下孔的大小两端的弧形突点，其作用是减少与滚子大小两端面的接触起到减少摩擦旋转产生的噪音。 

本实用新型所提供的创新结构的保持架，环形主体的小端底边设有环状内翻边，在环形主体的大端边处设有环状外翻边凸缘。二者环形主体构成在保持架沿轴向的截面上行形成一“Z”字型结构，这样在板厚一致的条件下新结构的保持架有效的提高了刚度和在板厚减薄之后强度也能得到保证，这样在满足保持架刚度和强度的要求下选用系数Ks′时可小于ZYS9-93标准中（t=Ks·Dw）所规定的Ks值。当板厚减薄之后有效的降低制造成本，同时还改善了冲压性能提高了产品质量，使创新的保持架在加工中实现了全冲压工艺，不再有车削工序加工的缺点。 

在窗孔的上下两端设置的弧形突点是为了减少保持架与滚子接触时旋转噪音。 

本实用新型所提供的圆锥滚子轴承保持架的制造方法采用如下技术方案：如图3所示，包括切料成形—切底—冲窗孔—切边—压孔坡—扩张工序，其中在切料成形冲压方法上一次得到呈截头圆锥形的环形主体的外部轮廓并在环形主体的大端处冲制出有朝向远离所述环形主体的内径中心轴线方向延伸的环状凸缘，然后通过切底孔实现圆锥环形主体的小端沿设有朝向所述环形主体内径中心轴线方向延伸的环状内翻边；所述冲窗孔工序是在冲完底孔（径）作为装卡基准，好在冲窗孔模具上以间歇旋转方式冲切实现环状主体圆周方向冲出若干等分的窗孔；所述压孔坡工序是对窗孔垂直中心轴线窗孔的孔与孔之间的孔梁两侧压出呈坡面的倒角；所述切边工序是取代原保持架的车端面工序。 

本实用新型所提供的圆锥滚子轴承用的保持架板厚的确定是在原系数Ks的基础上在可靠工程理论指导中通过强度对比用有限元力学分析之后得出的Ks′新值，并配合结构上的创新即在呈截头圆锥环形主体轴线大端增加凸缘如图1，这样不但满足了强度和刚度要求，还可节约材料实现对保持架做全冲压制造工艺来保证保持架的技术要求并降低制造成本。 

借由上述技术方案，本实用新型一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构及其装置至少具有下列优点及有益效果： 

1、在锥体大端增加称凸缘的外翻边来减薄板厚保证其强度。 

2、板材减薄厚改善了冲压工艺性能，提高了产品的冲压加工精度。 

3、能节约材料在20%以上，降低制造成本。 

4、在窗孔沿轴线上下孔的两端，上端加入一个弧形突点，下端加入两个弧形突点，其作用是减少与滚子接触引起的摩擦噪声。 

5、无车削修整的铁屑，省去了车床，改善了生产环境。 

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。 

附图说明

图1是一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构示意图。 

1：凸缘         2：窗孔， 

3：底面         4：孔梁， 

5：弧形突点     6：内孔 

图2是一种用于制作圆锥滚子轴承用的全冲压保持架切边模装置示意图。 

1：保持架      2：顶杆， 

3：卸料环      4：凹模， 

5：凸模        6：下卸料板， 

7：弹簧        8：定位板， 

9：残料 

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构及其装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。 

请参阅图1、图2所示，图1是一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构示意图。图2是一种用于制作圆锥滚子轴承用的全冲压保持架切边模装置示意图。 

本实用新型提供了一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构其中包括：由孔梁和内孔组成的保持架环形主体、凸缘、窗孔、底面、弧形突点； 

所述保持架环形主体上沿周向均布设置有多个所述窗孔； 

所述的保持架环形主体的大端边处设有向远离所述保持架环形主体的内孔的中心轴线方向外延伸的环状凸缘， 

所述保持架环形主体窗孔沿保持架环形主体轴向的两端分别设置有弧形突点； 

提出的一种用于制作圆锥滚子轴承用的全冲压保持架装置其中包括：保持架、顶杆、卸料环、凹模、凸模、下卸料板、弹簧、定位板、残料； 

所述凸模外侧设置有所述下卸料板； 

所述凸模上方套设有所述定位板和所述保持架； 

所述卸料环与所述顶杆连接、且套设于凹模内侧； 

本实用新型提供的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构及其装置，在应用时： 

如图1所示，一种圆锥滚子轴承用的保持架实施例。首先，根据轴承系列将系数Ks′代入公式（t=Ks′·Dw）求得板厚值。然后，在ZYS9-93设计标准中对有关保持架的各参数通过计算做出产品，该标准中尚未涉及到新结构保持架有凸缘要求的相关参数。凸缘1（见图1）设定值B=(1.0～1.5)t式中B为凸缘1环的宽度，t为板厚，对窗孔2大小端（沿中心轴线）设置有弧形突点，即小端一个，大端二个，弧形突点高度均为0.2mm～0.3mm，弧形半径取2mm～5mm（视窗孔（2）的大小而定）。 

在实施前公式（t=Ks′·Dw）中的Ks′值是通过可靠工程用产品实例在等强条件下采用有限元的力学分析计算求得证明Ks′是经济可靠的。以下举例说明： 

例如，32216圆锥滚子轴承用的保持架原结构板原为2.5mm，取原系数Ks=0.15时最大应力为182.218MPa（此处可以提供该型号轴承用的保持架的应力云图来证明）。对上述同一型号轴承用的保持架计算用料厚度系数取Ks′=0.10时，板厚经计算后为1.9mm，最大应力为172.718MPa.两者对比最大应力变化甚微。这样，为了Ks′值的可靠性,进一步分别用Ks和Ks′值对不同型号轴承用的的保持架应力对比计算结果最大应力有的相等，有的相差不多。据此决定创新保持架板厚取值系数Ks′应大于表1中的数值；小于表1中的Ks值。最后归纳成表2中的规定范围。 

表1  Ks—Ks′值（系数值） 

表2  Ks′值 

当最终确定板厚时还要考虑到国家对板材厚度规定的标准，为保险起见将上述所求得的1.9mm（理论厚度）的基础上要往上取，所以产生表2规定的范围。 

实施例对凸缘1（见图1）因在冲压过程中板材由平面变形至呈截头圆锥形过程中产生拉伸和收缩现象，在他的特性影响下，使其最大外缘不齐整，同时也超出凸缘1最终尺寸（直径）的要求。这在确定保持架用料毛坯的计算上要加入适量的修边量，为实现保持架最终尺寸凸缘外径要求必需切边，切边用切边模如图2模具，他包括相对应配合的凸模5和凹模4工作时将保持架1置入定位板8上，通过凸、凹模的配合将凸缘1（见图1）上多余的材料切除。产生残料9，当凸、凹模分开时，顶杆2推动卸料环3推出保持架1，残料9在弹簧7的作用下，推动卸料版6将残料9推出完成切边工作。 

轴承组装在实施中的装配质量是以回转灵活性为标准，灵活性的好坏又以保持架扩张后经装配收缩轻重有关。收缩的轻与重在同等情况与保持架即截头环形锥体高度有关，截头环形锥体在保持架（图1）结构中沿中心轴线方向车削修整量每次多少有关，因车削加工精度致使产品高度（即截头环形锥体高度）散差大。创新的保持架如图1在图2中的切料成形所实现的截头环形锥体高度同批冲压加工是一致的，保持架（截头环形锥体）高度对轴承组装后的灵活性无影响。他在同批保持架所组装的轴承灵活性有保证。 

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。 

Claims (10)

1.一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构其特征在于包括：由孔梁（4）和内孔（6）组成的保持架环形主体、凸缘（1）、窗孔（2）、底面（3）、弧形突点（5）；

所述保持架环形主体上沿周向均布设置有多个所述窗孔（2）；

所述的保持架环形主体的大端边处设有向远离所述保持架环形主体的内孔的中心轴线方向外延伸的环状凸缘（1）；

所述保持架环形主体窗孔（2）沿保持架环形主体轴向的两端分别设置有弧形突点（5）；

2.如权利要求1所述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于其中保持保持架架环形主体外凸缘的延伸平面垂直所述环形主体内孔中心轴线并与截头锥形半角构成大于90°的锥角。

3.如权利要求1所述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于其中保持架环形主体的壁厚与环状内翻边的厚度及环状外凸缘的厚度相等。

4.如权利要求1所述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于其中保持架环形主体板厚取值公式为：t=Ks′·Dw，式中：t为板厚；Dw为滚子大端直径，Ks′为同系列轴承中采用的系数。

5.如权利要求4所述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于其中底面（3）设有底孔。

6.如权利要求1所述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于凸缘（1）设定值B=(1.0～1.5)t，式中B为凸缘（1）环的宽度，t为板厚。

7.如权利要求1所述的一种圆锥滚子轴承用的全冲压保持架结构，其特征在于窗孔（2）大小端设置有弧形突点（5），即小端一个，大端二个，弧形突点高度为：0.2mm～0.3mm，弧形半径取2mm～5mm

8.一种用于制作圆锥滚子轴承用的全冲压保持架装置其特征在于包括：保持架（1）、顶杆（2）、卸料环（3）、凹模（4）、凸模（5）、下卸料板（6）、弹簧（7）、定位板（8）、残料（9）；

所述凸模（5）外侧设置有所述下卸料板（6）；

所述凸模（5）上方套设有所述定位板（8）和所述保持架（1）；

所述卸料环（3）与所述顶杆（2）连接、且套设于凹模（4）内侧；

9.如权利要求7所述的一种用于制作圆锥滚子轴承用的全冲压保持架装置，其特征在于下卸料板（6）下方设置有所述弹簧（7）；

10.如权利要求7所述的一种用于制作圆锥滚子轴承用的全冲压保持架装置，其特征在于所述凹模（4）与所述凸模（5）之间夹设有所述残料（9）。

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