汽车轮毂轴承铆接工艺应用

  汽车轮毂轴承的作用主要是承受汽车的重量及为轮毂的传动提供情确的向导。轮毂轴承既承受径向载荷又承受轴向载荷，是一个非常重要的安全件。现在国产车大多仍采用传统的两套单独的圆锥滚子轴承或角接触球轴承，这种结构在汽车装配时要经过调整游隙、预紧、加脂等诸多工序，参杂较多人为控制因素，装配难度较大，从而造成汽车装配线加长，成本过高且可靠性差，难以适应激烈的市场竞争。  

  近年来，随着前置前驱动轿车的飞速发展，轮毂轴承发生了很大变化，尤其是国外知名的汽车生产厂家与轴承制造商联合研发，新型轮毂轴承单元不断涌现，目前己迸人第四代。NSK铆压成形第三代轮毂铀承 在传统的第三代轮毂轴承单元的设计中，两个内圈是用锁紧螺母牢固地连接在一起的，而NSK开发的新结构是通过轴端的铆压成形轴向力使带凸缘的内圈产生塑性变形，与小内圈压紧。去掉螺母有助于减小轮毂单元的重量和尺寸，提高可靠性。驱动轮和非驱动轮都适用。采用铆压成形技术，可靠性将得以提高，即使连接螺母松动轴承自身也可以提供预载保证。铆压成形采用的是铆接工艺 (如图)，倾斜的铆头(上模)在轴承组件上铆压时，带凸缘内圈的轴端受到来自下部的压力产生塑性变形，直至小内圈牢固地连在一起。

在成形过程中，轮毂变形分为三个阶段:

第一阶段，铆头下降，与轮毂轴接触，变形开始。

第二阶段，变形进一步扩展，轮毂轴沿径向扩展，与内圈倒角接触。最后是第三阶段，铆接过程完成。在第一阶段，几乎所有的铆头压力都用于轮毂轴的最初成形，内圈载荷很小且恒定。进入第二阶段，铆头压力传递到内圈，内圈载荷迅速增大。

在第三阶段，由于铆头压力使内圈载荷逐渐增大直至饱和，铆压结束后，甚至铆头已抬起，内圈载荷仍未消除，仍保留某些载荷。可以认为残余载荷形成了卡紧力。  传统的模锻使整个工件压缩，产生塑性变形。因此，加工大尺寸工件时，需要很大的压力，而且当运用于轴承上时，变形往往超出中心区域。在这种巨大压力作用下，球与滚道受到挤压，在加工过程轴承很可能损坏，而铆接工艺只在局部产生变形并且只用很小的压力。通过控制加载的压力，这种加工用于轴承的装配十分适合。通过重载下的运转耐久性试验检验了铆压成形缘的疲劳强度和内圈抗蠕变能力。进行静强度试验以考察铆压成形缘的静强度以及轴承的力矩载荷刚变试验，因为轴承的刚性会影响车辆转弯时的操纵稳定性。  

  根据各项试验的结果，NSK新开发的铆压成形内圈自锁第三代轮毂轴承等同于甚至优于带锁紧螺母的传统型轮毂轴承。在保证高可靠性的前提下，重量和尺寸减小，满足了当前的市场需求，降低了车辆燃料消耗。