一种单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于轴承加工技术领域，尤其是涉及一种单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置；包括用于向轴承外圈提供向下压力的冲压设备和一个内胀主体；内胀主体的上部为工作段，工作段的上端面设有一个内圈容置槽，沿内圈容置槽的槽口向外侧延伸形成一个包围内圈容置槽且由上至下呈渐扩状的扩张体，扩张体的上端外径小于轴承外圈的内径，扩张体的下端外径大于轴承外圈的内径；轴承外圈水平架设在扩张体的上方且扩张体的上端口抵接在轴承外圈的下侧内缘，轴承内圈架设在轴承外圈的正上方；本发明专利技术可以解决现有技术中在单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套过程中容易造成外圈崩坏的问题。

A single seam steel to steel radial joint bearing inner and outer ring fitting device

【技术实现步骤摘要】
一种单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置
本专利技术属于轴承加工
，尤其是涉及一种单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置。
技术介绍
单缝钢对钢向心关节轴承属于滑动轴承，由一个外球面内圈和一个内球面外圈组成，外圈有一条裂缝，内圈靠挤压装入内圈。外圈端面或内倒角上加工有引裂槽作为引裂源，配套时，利用冲床给外圈施加压力，引裂槽槽底尖角处产生应力集中效应，使槽底尖端裂纹扩展，研轴承外圈形成轴向贯穿裂缝。内外圈合套时，通过压力作用外径内径逐渐胀大至球面直径尺寸，使内圈压入，而后外圈靠自身弹性恢复至原来尺寸，以保证内外圈之间的良好配合关系。现有装配方式是外圈固定，内圈通过压力机挤压进外圈。废品往往产生在此装配合套工序，且废品率非常高，行业统计一般为20％左右，主要原因是单缝外圈有崩坏或崩缺现象，对轴承外观和性能造成影响。单缝外圈撑开到最大时，即内圈外径最大点与外圈内径接触，外圈容易出现以下几种情况导致崩坏：1)外圈挤破断裂；2)外圈脆性崩裂缺失；3)外圈回弹闭合，内圈快速下降弹回，内圈冲力造成外圈崩缺。4)压力机压装时，冲力过大或冲头行程设置不合理额外对外圈造成过大冲力造成外圈破损。可见，现有装配方式对轴承外圈的破坏性非常大，对前序工序依赖性非常强，只要原材料、锻造、热处理、酸洗和开缝任何一环节不足，都有可能对轴承外圈的韧性及弹性造成影响。而轴承外圈的质量决定了装配合套的成品合格率，造成整个制造成本和难度较大，废品率居高不下。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置，以解决现有技术中在单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套过程中容易造成外圈崩坏的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置，包括用于向轴承外圈提供向下压力的冲压设备和一个内胀主体；内胀主体的上部为工作段，工作段的上端面设有一个内圈容置槽，沿内圈容置槽的槽口向外侧延伸形成一个包围内圈容置槽且由上至下呈渐扩状的扩张体，扩张体的上端外径小于轴承外圈的内径，扩张体的下端外径大于轴承外圈的内径；轴承外圈水平架设在扩张体的上方且扩张体的上端口抵接在轴承外圈的下侧内缘，轴承内圈架设在轴承外圈的正上方。进一步地，内圈容置槽为一个半球形凹槽，扩张体的外表面为球形曲面。进一步地，还包括一个支撑座，内胀主体还包括导向段和支撑段，导向段和支撑段组成一段阶梯轴，两者的交界处形成一个台阶面，支撑座内形成一个与导向段和支撑段形状相匹配的装配孔，内胀主体的下部插接在装配孔内；支撑座放置在工作台上，通过工作台台面将装配孔底部封闭，还包括一个承力弹簧，承力弹簧套在支撑段上且承力弹簧受挤压在台阶面和工作台台面之间。进一步地，还包括一个外套筒和外圈压模组，外圈压模组包括一个承力体和一个用于水平装夹轴承外圈的外圈装夹单元；承力体放置在外圈装夹单元上，外圈装夹单元套在外套筒内且两者之间间隙配合。进一步地，承力体内部嵌套安装有一个内圈装夹座，内圈装夹座和承力体内壁之间留有间隙，且内圈装夹座的上表面低于承力体的上表面，轴承内圈竖直装夹在内圈装夹座内；内圈装夹座设有一个下部开口的内圈装夹腔，轴承内圈的上部夹装嵌套在内圈装夹腔内，轴承内圈的下部搭接在轴承外圈的上侧内缘。进一步地，内圈装夹腔的上壁设有橡胶垫。进一步地，外圈装夹单元包括一个上下贯通的外圈容置腔，轴承外圈嵌套于外圈容置腔内且两者之间间隙配合，外圈容置腔的上部开口向内延伸形成一圈用于向轴承外圈传递向下压力的环形的上沿，上部开口的孔径大于轴承内圈的外径而小于轴承外圈的外径，外圈容置腔的下部开口向内延伸形成一圈用于托载轴承外圈的下沿，下部开口的孔径介于轴承外圈的内径与外径之间。进一步地，外圈装夹单元采用分体式结构，外圈装夹单元包括上下对合拼接的上压环和下压环，上压环和下压环共同围合成外圈容置腔。进一步地，还包括一个缓冲弹簧，缓冲弹簧套在内胀主体的扩张体外且受挤压在外圈装夹单元的下表面和支撑座的上端面之间，并且缓冲弹簧的弹力小于承力弹簧的弹力。一种应用于单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置中的承力弹簧和缓冲弹簧的设计方法，包括以下步骤：步骤A、确定基本设计参数：根具不同轴承的规格大小，并结合试验确定内圈装入外圈所需最小冲压力F2和冲头工作行程L；步骤B、确定缓冲弹簧的设计参数；步骤B、确定缓冲弹簧(8)的设计参数；缓冲弹簧最大芯轴直径为弹簧中径D2-弹簧丝直径d，其值大于内胀主体最大外径；步骤B1、根据上述原则以及内胀主体(3)最大外径尺寸，选取弹簧中径D2和弹簧丝直径d；步骤B2、计算刚度系k和螺距t：缓冲弹簧(8)力的弹力F1>装配完成后把轴承顶起所需的力，根据该原则结合试验得出缓冲弹簧(8)力的弹力F1；刚度系数k＝F1/L；弹簧指数C＝D2/d；根据弹簧丝直径d查表得曲度系数K和切变模量G；单圈刚度j1＝＝Gd4/8D23；根据所选材料查得极限剪切应力τj；许用极限载荷P3＝πd3τj/8KD2；计算得到：螺距t＝d+P3/j1；步骤C、确定承力弹簧(7)的选用参数并据此选取标准弹簧；承力弹簧(7)弹力：F＝F2+F1；计算得到：弹力常数：K＝F/L；根据上述参数通过查表选取满足上述参数条件的标准弹簧。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：本专利技术中，扩张体的外表面为球形曲面，便于扩张体的上端口抵接在轴承外圈的下侧内缘时两者能够完全接触，使得轴承外圈在受扩张体的扩张力时均匀受力，避免受力不均导致轴承外圈崩裂，另外，在压合过程中，承力弹簧弹性支撑内胀主体，起缓冲作用，当冲压力过大时，可吸收一部分冲压力，避免冲力过大造成轴承外圈崩裂。本专利技术所述的装置，可以降低装配合套工序成品率对前序质量的依赖和对外圈的破坏性，最大程度地减少轴承外圈在合套过程中造成的损坏，提高成品合格率，降低整个产品制造成本。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术的外部结构示意图；图2为本专利技术的内部结构示意图；图3为轴承内圈和轴承外圈在本装置内的安装示意图；图4为外圈装夹单元的结构示意图；图5为内胀主体的结构示意图；图6为支撑座的结构示意图；图7为上压环的结构示意图；图8为内圈装夹座的结构示意图。附图标记说明：1-外套筒；21-轴承内圈；22-轴承外圈；3-内胀主体；31-工作段；311-扩张体；312-内圈容置槽；32-导向段；321-台阶面；33-支撑段；4-外圈压模组；41-承力体；42-外圈装夹单元；420-外圈容置腔；421-上压环；4210-上部开口；4211-上沿；422-下压环；4220-下部开口；4221-下沿；5-内圈装夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置，其特征在于：包括一个内胀主体(3)；内胀主体(3)的上部为工作段(31)，工作段(31)的上端面设有一个内圈容置槽(312)，沿内圈容置槽(312)的槽口向外侧延伸形成一个包围内圈容置槽(312)且由上至下呈渐扩状的扩张体(311)，扩张体(311)的上端外径小于轴承外圈(22)的内径，扩张体(311)的下端外径大于轴承外圈(22)的内径，且扩张体(311)的上端口抵接在轴承外圈(22)的下侧内缘；/n还包括一个可将轴承外圈(22)水平装夹并可向轴承外圈(22)传递向下压力的外圈压模组(4)，且外圈压模组(4)中设有一个可装夹轴承内圈(21)的空间。/n

【技术特征摘要】
1.一种单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置，其特征在于：包括一个内胀主体(3)；内胀主体(3)的上部为工作段(31)，工作段(31)的上端面设有一个内圈容置槽(312)，沿内圈容置槽(312)的槽口向外侧延伸形成一个包围内圈容置槽(312)且由上至下呈渐扩状的扩张体(311)，扩张体(311)的上端外径小于轴承外圈(22)的内径，扩张体(311)的下端外径大于轴承外圈(22)的内径，且扩张体(311)的上端口抵接在轴承外圈(22)的下侧内缘；
还包括一个可将轴承外圈(22)水平装夹并可向轴承外圈(22)传递向下压力的外圈压模组(4)，且外圈压模组(4)中设有一个可装夹轴承内圈(21)的空间。


2.根据权利要求1所述的单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置，其特征在于：内圈容置槽(312)为一个半球形凹槽，扩张体(311)的外表面为球形曲面。


3.根据权利要求1所述的单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置，其特征在于：还包括一个外套筒(1)，外圈压模组(4)包括一个承力体(41)和一个用于水平装夹轴承外圈(22)的外圈装夹单元(42)；承力体(41)放置在外圈装夹单元(42)上，外圈装夹单元(42)套在外套筒(1)内且两者之间间隙配合。


4.根据权利要求3所述的单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置，其特征在于：承力体(41)内部嵌套安装有一个内圈装夹座(5)，内圈装夹座(5)和承力体(41)内壁之间留有间隙，且内圈装夹座(5)的上表面低于承力体(41)的上表面，轴承内圈(21)竖直装夹在内圈装夹座(5)内；内圈装夹座(5)设有一个下部开口的内圈装夹腔(51)，轴承内圈(21)的上部夹装嵌套在内圈装夹腔(51)内，轴承内圈(21)的下部搭接在轴承外圈(22)的上侧内缘。


5.根据权利要求4所述的单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置，其特征在于：内圈装夹腔(51)的上壁设有橡胶垫(52)。


6.根据权利要求3所述的单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置，其特征在于：外圈装夹单元(42)包括一个上下贯通的外圈容置腔(420)，轴承外圈(22)嵌套于外圈容置腔(420)内且两者之间间隙配合，外圈容置腔(420)的上部开口(4210)向内延伸形成一圈用于向轴承外圈(22)传递向下压力的环形的上沿(4211)，上部开口(4210)的孔径大于轴承内圈(21)的外径而小于轴承外圈(22)的外径，外圈容置腔(420)的下部开口(4220)向内延伸形成一圈用于托载轴承外圈(22)的下沿(4221)，下部开口(4220)的孔径介于轴承外圈(22)的内径与外径之间。


7.根据权利要求6所述的单缝钢对钢向心关节轴承内外圈合套装置，其特征在于：外圈装夹单元(42...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘烨欣，徐飞，许晨琛，伍卫东，袁广利，
申请(专利权)人：航天精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12