一种冲裁轴承保持架窗孔的工装模具及其工艺方法

技术领域

本发明涉及机械制造和工装模具技术领域，具体而言，涉及一种冲裁轴承保持架窗孔的工装模具及其工艺方法。

背景技术

向心轴承是指主要承受径向载荷的轴承。轴承主要有内圈、外圈、保持架及滚动体几部分组成。其中，保持架主要起到对滚针体的均匀隔离及保持的作用，其制造难度最大，制造所需要的工装最多且工装结构最复杂。轴承设计中，为尽可能的提高轴承的额定动、静载荷，从而使轴承在同样工况下的额定寿命、安全系数更高，就得要求滚动体的数量尽可能的多。而滚动体数量的增加受到保持架窗梁宽窄的限制。一是因为滚动体越多，均匀分隔滚动体的保持架窗梁越窄，保持架的强度越小，影响轴承整体寿命；二是由于一般在冲保持架窗孔时，是依靠压力机凸、凹模具对保持架单个地冲窗孔，即保持架转动一个角度后冲一个窗孔，有多少个窗孔就得冲多少下。滚动体越多，保持架的窗梁越窄，在单个地冲窗孔时，会造成保持架扭转，造成保持架冲窗孔后窗孔质量不稳定、加工难度大且加工效率低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种冲裁轴承保持架窗孔的工装模具及其工艺方法，以解决现有技术中滚动体越多，保持架的窗梁越窄，在单个地冲窗孔时，会造成保持架扭转，造成保持架冲窗孔后窗孔质量不稳定、加工难度大且加工效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种冲裁轴承保持架窗孔的工装模具，包括：压力部，所述压力部包括模柄，所述模柄下端设有压板，所述压板下端设有压环；凸凹模部，所述凸凹模部包括凸模压盖，所述凸模压盖下端设有冲孔凸模，所述冲孔凸模中部设有保持架工件，所述冲孔凸模下端设有凸模座，所述凸模座下端设有凹模固定座，所述凹模固定座上设有冲孔凹模；所述冲孔凹模套设在凸模座中；所述凸凹模部还包括底板，所述底板上设有弹簧座，所述弹簧座上插设有支杆，所述支杆上套设支撑弹簧，所述底板上设有立柱支杆，所述弹簧座上设有定位销柱，所述定位销柱上端与凹模固定座相连，所述凸模固定座下端与支杆相连，所述底板上还设有外锥体，所述冲孔凸模两侧设有拉销，所述拉销通过凸模拉簧与拉杆螺栓相连，所述拉杆螺栓固定在立柱支杆上。

优选的，所述压环与压板之间通过螺栓相连，所述螺栓上套设有小压簧。

优选的，所述冲孔凹模与凸模座之间设有定位圈。

优选的，所述支杆下端设有锁紧螺母和备紧螺母。

优选的，所述立柱支杆与底板通过螺柱相连。

优选的，所述外锥体为筒状，所述外锥体内部容纳冲孔凸模、凸模座、凹模固定座，所述外锥体上设有槽孔，所述凸模拉簧穿过槽孔。

优选的，所述凸模座上设有若干冲孔凸模安装槽，所述冲孔凸模插设在冲孔凸模的安装槽内。

优选的，所述凹模上设有与凸模对应的槽孔。

优选的，所述凸模拉簧一端连接凸模，另一端连接拉杆螺栓，所述拉杆螺栓与立柱支杆相连，所述凸模、凸模拉簧、拉杆螺栓和立柱支杆数量包括若干个且相对应，且围绕凸凹模部轴线环绕设置。

根据本发明的另一方面提供了一种冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的工艺方法，包括：

步骤(1)：将工装模具压力部与压力机上滑块相连，凸凹模部与下基座连接。

步骤(2)将待冲孔保持架工件内径放入冲孔凹模外径上，底部由定位圈限制保持架工件的端部位置。

步骤(3)压力机上滑块带动压力部向下动作，通过压板下平面下压凸模压盖上平面，同时压环的下平面与保持架工件上平面弹性压紧限制保持架工件的位置。

步骤(4)由凸模压盖、冲孔凸模、定位圈、保持架工件、冲孔凹模、拉销、凸模座、凹模固定座、支撑压簧、锁紧螺母、支杆、备紧螺母共十二个零件组成的凸凹模部上下可活动部分向下运动，冲孔凸模的外圆锥面，被外锥体内圆锥面作用，产生径向推力，与冲孔凹模配合产生对保持架工件冲孔。

步骤(5)当压力机上滑块向上动作时，由于受支撑压簧的弹性力，推动由十二个零件组合体向上恢复原位，同时靠凸模拉簧的拉伸力，使得冲孔凸模也径向朝外运动，使其与冲孔凹模、保持架工件脱离。

步骤(6)取出冲裁后的保持架工件，继续下一个保持架工件的加工冲裁。

应用本发明的技术方案，

1.一次动作完成对保持架所有窗孔的冲制，加工效率大大提高。

2.一次冲裁代替多次逐个冲裁，减小了保持架窗梁在冲裁时的扭转问题，使冲裁质量稳定性得以提高。

3.由于减小了冲裁对保持架扭转的影响，使保持架可设计承载隔离的滚动体数量增加，从而提高了轴承额定载荷及额定寿命。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的结构示意图；

图2示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的压力部结构视图；

图3示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的凸凹模部结构视图；

图4示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的保持架工件冲裁前的结构视图；

图5示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的保持架工件冲裁后的结构视图；

图6示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的压力部三维结构视图；

图7示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的凸凹模部三维结构视图；

图8示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的凹模结构视图；

图9示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的冲孔凸模视图；

图10示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的凸模座结构视图；

图11示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的凸模正视图；

图12示出了图1中的冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的冲孔凹模主视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

模柄1；压板2；小压簧3；压环4；螺栓5；凸模压盖6；外锥体7；冲孔凸模8；定位圈9；保持架工件10；凸模拉簧11；拉杆螺栓12；冲孔凹模13；立柱支杆14；底板15；拉销16；凸模座17；凹模固定座18；定位销柱19；支撑压簧20；锁紧螺母21；弹簧座22；支杆23；备紧螺母24；毛坯25；压力部26；凸凹模部27。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图11所示，本发明实施例提供了一种冲裁轴承保持架窗孔的工装模具，压力部26，所述压力部26包括模柄1，所述模柄1下端设有压板2，所述压板2下端设有压环4。凸凹模部27，所述凸凹模部27包括凸模压盖6，所述凸模压盖6下端设有冲孔凸模8，所述冲孔凸模8中部设有保持架工件10，所述冲孔凸模8下端设有凸模座17，所述凸模座17下端设有凹模固定座18，所述凹模固定座18上设有冲孔凹模13；所述冲孔凹模13套设在凸模座17中。所述凸凹模部27还包括底板15，所述底板15上设有弹簧座22，所述弹簧座22上插设有支杆23，所述支杆23上套设支撑弹簧，所述底板15上设有立柱支杆14，所述弹簧座22上设有定位销柱19，所述定位销柱19上端与凹模固定座18相连，所述凸模固定座下端与支杆23相连，所述底板15上还设有外锥体7，所述冲孔凸模8两侧设有拉销16，所述拉销16通过凸模拉簧11与拉杆螺栓12相连，所述拉杆螺栓12固定在立柱支杆14上。

本实施例中，通过设计各工装零部件的外圆或内孔配合凸台，使得各零部件在装配安装时不仅更易对中，而且对安全性有益。压力部26，压力部26包括模柄1，模柄1下端设有压板2，压板2下端设有压环4。压环4与压板2之间通过螺栓5相连，螺栓5上套设有小压簧3。压环4与压板2之间用均布小压簧3、螺栓5连接，可以使压环4有一定的弹性，不致于使其与保持架压紧时压紧力过大造成保持架工件10变形破坏。压环4的上尾部设计有轴台，这样可以与压板2内孔同轴配合，使压环4上下运动时始终对中薄壁的保持架上端面。如图4为加工前毛坯25。图5为加工后保持架工件10。

本实施例中，凸凹模部27，凸凹模部27包括凸模压盖6，凸模压盖6下端设有冲孔凸模8，冲孔凸模8中部设有保持架工件10，冲孔凸模8下端设有凸模座17，凸模座17下端设有凹模固定座18，凹模固定座18上设有冲孔凹模13；冲孔凹模13套设在凸模座17中。冲孔凹模13与凸模座17之间设有定位圈9。通过修磨定位圈9厚薄，可以方便地调节保持架工件10的定位高度。凸模座17上设有若干冲孔凸模8安装槽，冲孔凸模8插设在冲孔凸模8的安装槽内。冲孔凸模8由凸模压盖6与凸模座17两者配合限制，使得冲孔凸模8可以精确的径向定位自由运动。

本实施例中，凸凹模部27还包括底板15，底板15上设有弹簧座22，弹簧座22上插设有支杆23，支杆23上套设支撑弹簧，支撑压簧20的设计可以使得自由组合体在压力机滑块向上运动时，支撑其回到原位。底板15上设有立柱支杆14，立柱支杆14与底板15通过螺柱相连。弹簧座22上设有定位销柱19，定位销柱19的设计使得可圆周运动的组合体得到了限位，避免了组合体周向运动带来的对凸模拉簧11的破坏。定位销柱19上端与凹模固定座18相连，凸模固定座下端与支杆23相连，支杆23下端设有锁紧螺母21和备紧螺母24。底板15上还设有外锥体7，外锥体7为筒状，外锥体7内部容纳冲孔凸模8、凸模座17、凹模固定座18，外锥体7上设有槽孔，凸模拉簧11穿过槽孔。通过外锥体7内圆锥面与冲孔凸模8外圆锥面互相配合，通过压力机的上下动作实现模具的径向分解动作。冲孔凸模8两侧设有拉销16，拉销16通过凸模拉簧11与拉杆螺栓12相连，拉杆螺栓12固定在立柱支杆14上。锁紧螺母21与支杆23下部车削螺纹的设计，可以方便的调节支撑压簧20的位置及松紧度，并通过备紧螺母24的作用放置松动。凹模上设有与凸模对应的槽孔。凸模拉簧11一端连接凸模，另一端连接拉杆螺栓12，拉杆螺栓12与立柱支杆14相连，凸模、凸模拉簧11、拉杆螺栓12和立柱支杆14数量包括若干个且相对应，且围绕凸凹模部27轴线环绕设置。拉簧螺栓5的设计可以很方便的安装凸模拉簧11并调节其松紧度。凸模拉簧11、拉簧螺栓5、立柱支杆14的设计可以将冲孔凸模8拉回到圆周外侧，使得保持架可以被分离取出。

本实施例中，本专利为一种专用工装模具，实现对轴承保持架所有窗孔一次性冲裁的加工。本模具组合体分上下两大部分，上、下两半部分分别都通过螺栓5将各分部零件连接到一起。上半部分组合体通过模柄1的外圆与冲压压力机上滑块内孔连接到一起，下半部分组合体通过底板15的下平面与压力机下平台接触，通过通用压杆使两者连接到一起。上下两半部分组合体安装过程中，调节两者同轴。底板15下部固定连接有弹簧座22，弹簧座22的内孔中穿插有支撑压簧20及支杆23，支杆23的下部设有螺纹，通过锁紧螺母21与备紧螺母24将支撑压簧20与支杆23锁紧连接，通过螺母螺丝的旋入深度调节压簧的松紧度。底板15上设有支撑体，支撑体上部固定连接有外锥体7。外锥体7的开口处为有一定角度的圆锥面，该处圆锥面与冲孔凸模8同样角度的外圆锥面形成配合。

本实施例中，冲孔凸模8装入凸模座17内，凸模座17径向圆周均布有滑槽，滑槽宽度与冲孔凸模8宽度间隙配合，使冲孔凸模8可以在凸模座17滑槽内径向滑动。当冲孔凸模8被上半部分组合体的压板2通过凸模压盖6的施压向下运动时，冲孔凸模8会额外的产生径向的动作并与冲孔凹模13共同产生对保持架工件10的径向冲裁作用。由凸模压盖6、冲孔凸模8、定位圈9、保持架工件10、冲孔凹模13、拉销16、凸模座17、凹模固定座18、支撑压簧20、锁紧螺母21、支杆23、备紧螺母24共十二个零件组成的部分是可上下活动的，下部由支撑压簧20弹性支撑，上部的凸模压盖6接受压板2的向下动作压力。

本实施例中，当压力机上滑块带动压板2向上动作时，可上下自由运动的十二个零件组成的组合体会在支撑压簧20的弹力下向上运动恢复到原位，同时冲孔凸模8会被凸模拉簧11径向往外拉伸运动，使其与冲孔凹模13、保持架工件10径向分离，从而可以将保持架在被冲完窗孔后拿出。凸模拉簧11一端与冲孔凸模8上外端固定的拉销16钩连，另一端与拉杆螺栓12末端的钻孔钩连。拉杆螺栓12通过螺丝与立柱支杆14连接，通过调节拉杆螺栓12的螺丝旋入长度可以安装凸模拉簧11并调节其松紧。

本实施例中，拉杆支柱均布于底板15外圆周，均布位置与冲孔凸模8位置对应。外锥体7同时可开有圆周均布的槽孔，为了可以将凸模拉簧11一端簧丝伸入。为了限制上述由十二个零件组成的可上下运动的组合体的周向运动，特别设计了三个均布的定位销柱19，该销柱底部依靠螺栓5与座固定连接，其顶部上半部分柱体与同样对应开有均布销孔的凹模固定座18相配合。这样当由十二个零件组成的组合体上下运动时，同时可受到圆周旋转自由度的限制。

整体构思：将工装模具上、下半部分各自组合后，分别与压力机上滑块、下基座连接，将待冲孔保持架工件10内径放入冲孔凹模13外径上，底部由定位圈9限制保持架的端部位置。压力机上滑块带动上半部分组合体向下动作，通过压板2下平面下压凸模压盖6上平面，同时压环4的下平面与保持架工件10上平面弹性压紧限制保持架的位置，使其在冲裁过程中更稳固。由凸模压盖6、冲孔凸模8、定位圈9、保持架工件10、冲孔凹模13、拉销16、凸模座17、凹模固定座18、支撑压簧20、锁紧螺母21、支杆23、备紧螺母24共十二个零件组成的上下可活动部分在向下运动时，由于外锥体7是固定不动的，冲孔凸模8是径向可自动运动的，使得冲孔凸模8的外圆锥面被外锥体7内圆锥面作用，产生径向推力，从而与冲孔凹模13配合产生对保持架工件10的冲孔效果。当压力机上滑块向上动作时，由于受支撑压簧20的弹性力，推动由十二个零件组合体向上恢复原位，同时靠凸模拉簧11的拉伸力，使得冲孔凸模8也径向朝外运动，使其与冲孔凹模13、保持架工件10脱离。这样，冲裁后的保持架工件10就可以被取出，继续下一个保持架工件10的加工冲裁。

本发明另一实施例中提供了一种冲裁轴承保持架窗孔的工装模具的工艺方法，

步骤(1)：将工装模具压力部26与压力机上滑块相连，凸凹模部27与下基座连接。

步骤(2)将待冲孔保持架工件10内径放入冲孔凹模13外径上，底部由定位圈9限制保持架工件10的端部位置。

步骤(3)压力机上滑块带动压力部26向下动作，通过压板2下平面下压凸模压盖6上平面，同时压环4的下平面与保持架工件10上平面弹性压紧限制保持架工件10的位置。

步骤(4)由凸模压盖6、冲孔凸模8、定位圈9、保持架工件10、冲孔凹模13、拉销16、凸模座17、凹模固定座18、支撑压簧20、锁紧螺母21、支杆23、备紧螺母24共十二个零件组成的凸凹模部27上下可活动部分向下运动，冲孔凸模8的外圆锥面，被外锥体7内圆锥面作用，产生径向推力，与冲孔凹模13配合产生对保持架工件10冲孔。

步骤(5)当压力机上滑块向上动作时，由于受支撑压簧20的弹性力，推动由十二个零件组合体向上恢复原位，同时靠凸模拉簧11的拉伸力，使得冲孔凸模8也径向朝外运动，使其与冲孔凹模13、保持架工件10脱离。

步骤(6)取出冲裁后的保持架工件10，继续下一个保持架工件10的加工冲裁。

从以上描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1.一次冲裁代替多次逐个冲裁。

2.通过外锥体7内圆锥面与冲孔凸模8外圆锥面互相配合，通过压力机的上下动作实现模具的径向分解动作。

3.压环4的上尾部设计有轴台，这样可以与压板2内孔同轴配合，使压环4上下运动时始终对中薄壁的保持架上端面。

4.压环4与压板2之间用均布小压簧3、螺栓5连接，可以使压环4有一定的弹性，不致于使其与保持架压紧时压紧力过大造成保持架工件10变形破坏。

5.通过修磨定位圈9厚薄，可以方便地调节保持架工件10的定位高度。

6.冲孔凸模8由凸模压盖6与凸模座17两者配合限制，使得冲孔凸模8可以精确的径向定位自由运动。

7.定位销柱19的设计使得可圆周运动的组合体得到了限位，避免了组合体周向运动带来的对凸模拉簧11的破坏。

8.凸模拉簧11、拉簧螺栓5、立柱支杆14的设计可以将冲孔凸模8拉回到圆周外侧，使得保持架可以被分离取出。

9.拉簧螺栓5的设计可以很方便的安装凸模拉簧11并调节其松紧度。

10.支撑压簧20的设计可以使得自由组合体在压力机滑块向上运动时，支撑其回到原位。

11.锁紧螺母21与支杆23下部车削螺纹的设计，可以方便的调节支撑压簧20的位置及松紧度，并通过备紧螺母24的作用放置松动。

通过设计各工装零部件的外圆或内孔配合凸台，使得各零部件在装配安装时不仅更易对中，而且对安全性有益。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。