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技术领域

本发明涉及汽车零部件，具体涉及汽车轮毂轴承。

背景技术

目前，汽车轮毂轴承因受车型和制动器总成设计的限制，局限性较大，尤 其是保持架不能有效储蓄脂槽，影响轴承内部运转过程中的长期、有效润滑， 影响轴承的使用寿命。

在有限的空间内，使轴承的承载能力最大化，润滑更充分，才能提高轴承 的工作可靠性和使用寿命，以此来提高汽车的行驶安全性和使用性能。

另外，目前汽车轮毂轴承采用传统加工工艺，其中：

A、轴承外圈的工艺：

原材料检查→锻造、退火(外协)→车加工(外协)→淬火、回火、 抛丸→磨两端面→粗磨外径→精磨外径→粗磨沟道→精磨沟道→磨口 径→超精沟道→修磨外径→储存。

B、轴承内圈的工艺：

原材料检查→锻造、退火(外协)→车加工(外协)→淬火、回火、抛 丸→磨两端面→无心磨口径→粗磨沟道→精磨沟道→粗磨内径→精磨内径 →超精沟道→储存。

从轴承的制造过程分析可见：

A、轴承加工过程中将产生大量的污物(磨床污)，特别轴承外圈外径的磨 削量在0.3-0.5mm。

B、生产中最易出现故障的设备为磨床类，消耗大量的人力维修和调试时间。

C、磨床类是生产中最耗能源的设备，如电磁吸盘、电机和电主轴(磨头) 等。

D、员工技术掌握和提升较慢的操作设备当属磨床类，公司人员招聘困难， 人难培养、难成活的困局。

E、磨削过程中产生的废气影响车间空气质量的。

从中可见，目前主要采用的磨削加工工艺存在能耗大，污染大，维修成本 高，员工技术掌握慢等诸多的弊端。

同时随着市场环境的日益严峻，和政府对环保问题的严加管控，要在如此 严峻的形势下，得到生存和发展，须提高产品质量的同时，降低生产成本，降 低不必要的生产支出，如污染物的处置费等。从节能降耗上去考虑优化、改进 生产工艺，做清洁型生产企业。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种带储脂结构汽车轮毂轴承，保持 轴承内部运转过程中的长期、有效润滑，以提升轴承的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：带储脂结构汽车轮毂轴 承，包括外圈、内圈以及安装在内圈和外圈之间用于支承滚动体的保持架，所 述保持架包括内环、外环以及连接内环和外环的联接臂，相邻两联接臂与外环 和内环之间形成放置滚动体的球笼兜孔，所述联接臂上设有储存油脂的储脂槽。

作为优选，所述外环和内环均为直筒形，所述内环的轴向侧端端面低于外 环的轴向侧端端面。

作为优选，所述内圈的小径段外周壁上设有锁口，所述保持架的内环内孔 壁上设有与锁口配合的卡口。

作为优选，所述内圈的小径段外周壁在端口倒角与锁口之间设有引导卡口 进入锁口的引导段。

作为优选，所述锁口的轴向长度小于1mm，所述锁口与卡口之间的锁量中 值为0.4mm。

发明还提供了一种节约能源的清洁型轴承加工工艺，减少磨废，改善环境。

其中，外圈加工工艺包括如下步骤：锻造、退火→车加工→淬火、回火、 抛丸→磨两端面→车外径→精磨外径→精磨沟道→超精沟道→修磨外 径；其中，车外径采用弹性夹具装夹外圈，所述弹性夹具包括头部设有支承筒 的夹具本体以及设于支承筒内腔中的弹性体，一拉杆依次穿过弹性体和夹具本 体中心孔，所述支承筒的筒壁沿周向设有若干条膨胀槽，所述拉杆设有向后拉 动时使弹性体向外扩张，从而将穿套在支承筒上的外圈涨紧的驱动部。

作为优选，所述驱动部为拉杆头端的拉板，所述拉板的中心部环绕拉杆设 有若干通槽。

作为优选，所述支承筒的外筒壁后端设有对外圈端面进行定位的定位凸缘。

作为优选，所述弹性体采用聚氨酯或者橡胶制成。

作为优选，所述夹具本体采用弹簧钢制成。

本发明采用的技术方案，在保持架两球笼兜孔之间的联接臂上增设储脂槽， 可增大内部空间及用于存储润滑脂，通过润滑脂保持轴承内部运转过程中的长 期、有效润滑，以提升轴承的使用寿命，而且开设储脂槽也可以节约材料。

另外，外圈加工工艺中，采用CNC车床车外径，代替原来粗磨外径步骤中 使用的磨床，实现代替部分工艺的磨削加工，通过车削加工，减少了磨削过程 中产生的磨废物，节约能源，有利于清洁生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为带储脂结构汽车轮毂轴承的结构示意图；

图2为保持架的剖面结构示意图；

图3为保持架的轴向结构示意图；

图4为轴承内圈的结构示意图；

图5为密封组件的结构示意图；

图6为弹性夹具的结构示意图；

图7为夹具本体的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的汽车轮毂轴承，包括外圈12、内圈11、安装在内圈11和外 圈12之间用于支承滚动体14的保持架13，以及设置在内圈11和外圈12之间 的轴向端侧空间内，用来进行密封的密封组件。密封圈15、第一防尘盖16、第 二防尘盖17构成密封组件。

其中，如图2和图3所示，保持架13包括内环131、外环132以及连接内 环131和外环132的联接臂134，相邻两联接臂134与外环132和内环131之间 形成放置滚动体14的球笼兜孔133。所述联接臂134上设有储存油脂的储脂槽 135，储脂槽135具体可呈U型，这是因为U型内部具有较大的油脂存储空间， 该储脂槽135可增大内部空间及用于存储润滑脂，通过润滑脂保持轴承内部运 转过程中的长期、有效润滑，以提升轴承的使用寿命，而且开设储脂槽也可以 节约保持架材料。

进一步的，所述外环132和内环131均为直筒形，所述内环的轴向侧端端 面低于外环的轴向侧端端面。常规的保持架设计为斜边式结构，即外环向径向 外侧倾斜，使每列钢球的数量不能最大化，影响了轴承的承载能力，进而也影 响了轴承的使用寿命。本发明将保持架设计为近似直“碗”形，即斜边设计改 进为直壁碗形设计，这样可以在有限的空间内，使每列钢球的数量最大化，以 此提高轴承的承载能力，提升轴承的使用寿命。

如图2所示，所述保持架13的内环的内孔壁上设有卡口136，其结构为环 绕内环整圆或者在周向上间隔设置的翻边。同时，如图4所示，内圈的小径段 外周壁上设有锁口112，锁口结构为环绕内圈整圆设置的凸环或者在周向上间隔 设置的凸点，内圈的小径段外周壁在凸点的大径侧设有锁槽113，卡口136卡入 锁槽113并由锁口112限位，防止脱出。

如图4所示，所述内圈的小径段外周壁在端口倒角与锁口之间设有引导卡 口136进入锁口112的引导段111。该引导段111可以缩短内圈锁口的长度，同 时调整保持架13与内圈11之间的锁量。具体的，锁口112的轴向长度小于1mm。 这是因为如果卡口136进入锁口112的距离过长，将致合套过程比较困难，需 较大的压入力，存在容易压伤钢球等滚动表面的风险。

另外，锁口112与卡口136之间的锁量设计值为0.4mm。锁量如小于0.2mm， 用手就可轻易拉脱，产品的搬运或运输过程中，会产生散架的风险。锁量如大 于0.6mm，将致合套过程比较困难，需较大的压入力，存在容易压伤钢球等滚 动表面风险。

如图5所示，密封组件中，第一防尘盖16位于轴承的轴向内端侧，第一防 尘盖16的断面呈L形，包括环绕内圈设置且与轴向平行的第一轴向侧边161、 环绕内圈设置且与轴向垂直的第一径向侧边162。第二防尘盖17位于轴承的轴 向外端侧，第二防尘盖17的断面大致呈L形，包括环绕内圈设置且与轴向平行 的第二轴向侧边174、环绕内圈设置且与轴向垂直的第二径向侧边，第二径向侧 边包括与内圈轴向垂直的第一段171、第二段173，以及连接第一段171、第二 段173的斜边段172。密封圈15包括断面呈八字型且底部支撑在第一轴向侧边 外环面上的底部支撑脚151、斜向支撑在第一径向侧边上的侧面支撑脚153、与 第一段171嵌合的嵌槽152。

为了克服磨削加工存在的弊端，改进后，汽车轮毂轴承的外圈加工工艺包 括如下步骤：锻造、退火→车加工→淬火、回火、抛丸→磨两端面→车 外径→精磨外径→精磨沟道→超精沟道→修磨外径。

也就是用车外径代替现有的粗磨外径，实现代替部分工艺的磨削加工，通 过车削加工，减少了磨削过程中产生的磨废物，节约能源，有利于清洁生产。

但是，由于外圈12属于薄壁件，极易在加工中变形，特别是热处理后，轴 承外圈内外径存在同步的变形，部分产品变形在0.2mm左右。因此，如何纠正 这种变形，是车外径这一步骤的难点。本发明采用弹性夹具对外圈进行装夹， 对纠正轴承外圈外径的变形量，有决定性的作用。

因此，本发明的加工工艺，带来的有益效果体现在：

1、减少磨床污的产生，降低危废的处理成本。

2、纠正轴承套圈因热处理变形，提高后续加工的效率。

3、节约资源，减少设备的维修成本和减少公司的电能消耗。

如图6和图7所示，所述弹性夹具2包括头部设有支承筒211的夹具本体 21，夹具本体21的后侧设有固定盘24，固定盘24沿周向分布有固定孔242， 可以通过螺栓固定。

夹具本体21的后部设有与支承筒内腔连通的中心孔，在支承筒内腔中设有 弹性体23，一拉杆22依次穿过弹性体23的中心通孔和夹具本体中心孔，所述 支承筒的筒壁沿周向设有若干条膨胀槽2111，膨胀槽2111沿轴向延伸，呈长条 形。所述拉杆22设有向后拉动时使弹性体23向外扩张，从而将穿套在支承筒 211上的外圈12涨紧的驱动部，具体的驱动部为拉杆头端的拉板221，拉板为 圆形板，其直径小于支承筒内径并与弹性体直径大致相等。所述拉板的中心部 环绕拉杆设有通槽2211，设置多个通槽后，能更好的适应被加工外圈的变形量， 进行各处位置点的自调节。所述支承筒的外筒壁后端设有对外圈端面进行定位 的定位凸缘212。支承筒211的壁厚2a在1.5-2.0mm，壁厚太大，不利于膨胀变 形，太小，强度不够。膨胀槽2111的两端设有圆弧部，膨胀槽之间支承筋的宽 度2b不大于8mm，以兼顾强度和支承筒211的膨胀要求。

另外，固定盘前端设有支撑凸台241，夹具本体后部设有圆盘部214，圆 盘部后端面与支撑凸台前端面压合。圆盘部214与定位凸缘212之间设有过渡 环槽213。所述拉杆的尾部设有螺柱段222，通过螺柱段将拉杆进行固定。

所述弹性体23采用聚氨酯或者橡胶制成。采用弹性体的好处在于，弹性体 在扩张过程中，会因被加工产品的椭圆进行自调节，保证了旋转中的同心度， 使加工后的产品外径椭圆不超过0.03mm。当然，现在车加工中也有通过锥面配 合进行涨紧的夹具，但采用现有的锥面配合涨紧夹具，由于刚性比较大，不能 适应加工外圈的变形量，加工后的产品会随热处理的变形量而变形，如热处理 变形量有0.15mm，加工后仍会在0.15mm左右，不能纠正热处理的变形量。

所述夹具本体21采用弹簧钢制成，弹簧钢弹性较好，较易变形，对涨紧外 圈有利。

当然上述的聚氨酯、橡胶、弹簧钢均可以用其他现有技术中存在的类似材 料进行替换。

将被加工的外圈12装入弹性夹具2。通过与拉紧装置相连的拉杆22驱动拉 紧，在拉紧过程中，使弹性体23向外扩张，进而涨大弹性体23外的支承筒21， 将外圈12夹紧。夹紧后对外圈的外径进行加工，实践表明，加工后外径椭圆不 超过0.03mm，其中80％的产品椭圆不超过0.01mm，后续精磨外径，仅需二道， 可使外圈外径圆度在0.002mm以内，并且形状比较规则，避免二棱、三棱，为 后续加工提供了良好的基准。而且更重要的是，设置弹性夹具，可以避免对车 加工工艺参数的精确要求，车床主轴转速、进给速度方面的要求得以降低，便 于操作工人加工。

由于采用弹性夹具夹紧，上述工艺不局限于轴承外圈外径的加工，也适用 于轴承内圈外表面的加工，具体工艺可以为：

锻造、退火→车加工→淬火、回火、抛丸→磨两端面→无心磨口径→ 车沟道→精磨沟道→粗磨内径→精磨内径→超精沟道，即将粗磨沟道替换为 车沟道，而且同样采用上述的弹性夹具进行装夹。