軸承防塵圈壓裝模具設(shè)計(jì)

瓦房店軸承股份有限公司 （遼寧 116300) 魏麗芬

我公司生產(chǎn)的用于野外吊車(chē)上的雙列圓柱滾子軸承有三種密封和防塵結(jié)構(gòu)：一種是軸承一側(cè)裝一個(gè)帶缺口的65Mn彈簧圈；第二種是軸承兩側(cè)各裝一個(gè)聚氨酯的密封圈；第三種就是軸承兩側(cè)各裝一個(gè)35鋼的防塵圈。

第一種結(jié)構(gòu)的彈簧圈通常用膠皮錘直接敲擊就可裝靠；第二種結(jié)構(gòu)的密封圈用手工壓裝即可達(dá)到裝配質(zhì)量要求；只有第三種結(jié)構(gòu)的防塵圈由于是35鋼車(chē)制而成且不淬火，其硬度低、彈性小，用膠皮錘敲擊時(shí)用力小了裝不靠，用力大了極易出現(xiàn)防塵圈變形或裝偏現(xiàn)象。由于軸承體積小，各零件結(jié)構(gòu)緊湊，扒套難度很大，極易出現(xiàn)廢品。

考慮到防塵圈的材料特性，結(jié)合此類(lèi)軸承防圈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)產(chǎn)品圖所要求的尺寸，設(shè)計(jì)出安裝在壓力機(jī)上的壓裝防塵圈模具。

1.模具的結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1所示，裝壓模具由上、下模組成，上模安裝在壓力機(jī)沖頭上，使壓力通過(guò)上模正好作用在防塵圈端面。下模起定位和引導(dǎo)作用，保證防塵圈在受力后通過(guò)下模光滑斜面的引導(dǎo)進(jìn)入到軸承外圈的防塵圈牙槽內(nèi)。工作時(shí)將上模插進(jìn)壓力機(jī)沖頭內(nèi)孔并用頂絲固定；下模內(nèi)孔與軸承外徑以較小的間隙配合，套在軸承外徑并壓在軸承端面上起定位作用。調(diào)整壓力機(jī)上模同下模的相對(duì)位置，點(diǎn)動(dòng)壓力機(jī)使壓力機(jī)沖頭帶著上模緩慢下降，當(dāng)上模即將接觸到下模時(shí)，通過(guò)目測(cè)移動(dòng)軸承與下模組合體，使上模能順利進(jìn)入下模，再一邊點(diǎn)動(dòng)壓力機(jī)、一邊輕微地移動(dòng)軸承與下模組合體，直至上模剛好下落到軸承外圈內(nèi)，再用壓力機(jī)平臺(tái)上三個(gè)燕尾槽內(nèi)的頂鐵，將軸承固定在壓力機(jī)平臺(tái)上，保證其能軸向拿出來(lái)且徑向不竄動(dòng)。將防塵圈平放在下模里試壓，微調(diào)壓力機(jī)行程，使防塵圈在上模壓力作用下順著下模光滑斜面導(dǎo)入，最后經(jīng)過(guò)瞬間彈性變形進(jìn)入軸承外圈牙槽。檢查第一個(gè)防塵圈壓裝質(zhì)量，合格后即可連續(xù)壓裝。防塵圈的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 1.下模 2.上模 3.防塵圈 4.軸承

圖2 防塵圈

2.模具關(guān)鍵尺寸確定

（1）上模如圖3所示，圖中各部位尺寸與圖1相對(duì)應(yīng)：

上模小外徑尺寸d根據(jù)所使用的壓力機(jī)沖頭內(nèi)孔尺寸確定，二者間隙配合，間隙量0.2～0.4mm為宜。

上模外徑尺寸必須略小于外圈內(nèi)徑尺寸，以保證上模能順利落進(jìn)入外圈內(nèi)徑。因此取

式中，d2為上模外徑尺寸；D2為軸承外圈內(nèi)徑尺寸。

上模內(nèi)徑尺寸應(yīng)小于內(nèi)圈外徑尺寸。由于軸承設(shè)計(jì)時(shí)防塵圈內(nèi)徑小于軸承內(nèi)圈外徑，為間隙配合，因此上模內(nèi)徑尺寸可按防塵圈內(nèi)徑尺寸選取

式中，d1為上模內(nèi)徑尺寸，D1為防塵圈內(nèi)徑尺寸。

下模定位高度尺寸的確定必須精確，它是下胎斜面高度尺寸，同防塵圈端面與軸承端面最大間距的尺寸之和，這樣可以保證上胎將防塵圈壓入外圈牙槽且不變型。基本尺寸取

式中，H為下模定位高度尺寸；H1為下模斜面的高度尺寸；H2為軸承端面與防塵圈端面之間的相對(duì)距離。

（2）下模如圖4所示。

圖3 上模

圖4 下模

下模內(nèi)徑尺寸與軸承外徑尺寸采用間隙配合，保證下模能靈活套在軸承外徑上，起徑向定位作用，取

式中，D為軸承外徑尺寸；D3為下模內(nèi)徑尺寸。

下模斜面內(nèi)徑尺寸應(yīng)略小于軸承外圈內(nèi)徑尺寸，使防塵圈順著下膜斜面向軸承導(dǎo)入的過(guò)程中不至于被軸承端面卡住，從而順利下到外牙槽內(nèi)，取

式中，D4為下模斜面內(nèi)徑尺寸；D2為軸承外圈內(nèi)徑尺寸。

下模導(dǎo)入面采用5°光滑斜面，開(kāi)口尺寸D5為斜面高度確定后計(jì)算所得的尺寸，可作為參考尺寸。

3.結(jié)語(yǔ)

采用模具壓裝雙列圓柱滾子防塵圈，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械代替手工壓裝，不僅提高了壓裝質(zhì)量而且大大提高了軸承裝配的生產(chǎn)效率，適合大批量生產(chǎn)。同時(shí)，該模具不僅可以裝壓雙列圓柱滾子軸承防塵圈，也適用于相同防塵結(jié)構(gòu)各種軸承類(lèi)型的防塵圈壓裝。