汽车轮毂用双列角接触球轴承内圈小端挡边结构的改进

　　摘　要：通过分析第1代汽车轮毂轴承内部沟道结构特征以及加工工艺过程，提出了对汽车轮毂用双列角接触球轴承内圈小端挡边结构的改进措施，减少了磨加工工序，降低了生产成本。
　　关键词：汽车轮毂轴承；双列角接触球轴承；内圈；挡边；结构；改进
　　近几年，国内汽车行业及其相关配套产业处于高速发展时期，但是随着原材料成本的不断提高，在保证产品质量的同时，各个产品制造商对整车或零部件产品的成本控制环节都有了更高的要求，不断的降低成本成了企业实现盈利的一条有效途径。
　　1　改进前结构
　　图1所示为代汽车轮毂轴承结构。我公司汽车轴承DAC40740042（轴承内径40mm，外径74mm，宽度42mm）是较早开发的汽车轮毂用双列角接触球轴承产品。图2所示为产品内圈沟道挡边结构，设计之初考虑内圈小挡边尺寸d₁需要满足装配要求，所以d₁采用磨削加工，目的是既要保证内圈沟道有测量沟底，又要严格保证d₁与沟道直径的差值在一个适当的范围内。
　　在产品的功能结构设计方面，双列汽车轮毂轴承一般设计为满球和内、外圈可分离结构，目的是为了增大轴承的承载能力和便于轴承的装配；同时轴承的自锁功能不是依靠沟道挡边的过盈量，而是靠保持架来实现（图1）。从内圈结构上看，内圈小端挡边尺寸d₁与沟道角度β相关，对于此系列轴承产品一般β值为3°～5°。在轴承装配时，如果β大于7°，就可能会形成内圈沟道自锁（内、外圈装配后不易分离）。为了避免在轴承的装配过程中出现内圈沟道自锁现象，一般在设计加工上采用磨削尺寸d₁（公差范围为0.01mm）来达到精确控制β的目的。而实际上磨削尺寸d₁对轴承的使用没有意义，仅仅是为了实现轴承便于装配的需要。需要找出一种方法，通过优化结构减少这道磨加工尺寸d₁的工序，同时又能保证轴承的装配要求。
　　2　改进后结构
　　借鉴国外同类产品结构并根据我公司长期的轴承设计生产加工经验，对此产品内圈挡边结构做了设计改进，图3为改进后的内圈小挡边结构。
　　经分析，加工内圈沟道结构小角度β，可以考虑用轴向（车）加工尺寸控制，即用车加工控制加工精度（轴向尺寸公差范围为0.1mm）就能满足此类轴承的装配要求。其加工原理为：当β很小时，β在要求区间值内变化时，其轴向尺寸变化量远大于径向尺寸变化量。例如当轴承的钢球规格为10mm，ω取0.3～0.4 mm时，其尺寸公差为0.1mm。此时要求控制的径向尺寸范围为0.01mm，这样就能用车加工的加工精度保证β在合适的取值范围内，从而满足轴承的装配要求。
　　另外，国内标准的单列角接触球轴承内圈小端挡边也有类似的需要磨削内圈挡边的装配要求，可以考虑用本文的轴向（车）加工尺寸控制方法来加工控制以满足轴承的装配要求。从理论上讲，当内圈挡边相关角度β≤20°时都可以用轴向（车）加工尺寸控制，这样就能减少磨加工工序，从而达到降低生产成本的目的。
　　3　结束语
　　采用本文的方法，可以大大提高轮毂球轴承的工艺性，降低生产成本。通过对改进前后两种结构的产品装配情况分析，轴承在装配时完全不用考虑更改结构之前容易出现的沟道配磨时的装配问题，改进的结构完全能满足轴承的装配和使用要求，并有效地提高了轴承装配效率。