[美]Jake
1 引言
大多数汽车轮毂轴承单元被永久性装配进完整的轮毂组件里。这些单元精度高。并且要求装配过程精确可控。轮毂单元中能使用几类轴承。其中包括球轴承。还有滚子轴承（圆锥滚子轴承）。不管使用哪类轴承。车轴与轴承的装配方式都有共同的考虑要点。采用一种紧固方式将其紧固在一起，这种紧固方式不会因疲劳而松动。这种工艺有助于控制轴承预载荷，还能减少材料的非预期变形。这对安装在车辆上的轴承/轮毂单元的功能和寿命很关键。在汽车工业所需大量零件生产中执行此操作时，让装配过程以经济高效的方式符合标准也极为重要
之前的工作阐述了轮毂轴承在过去五十多年间的演变。汽车轮毂轴承历经发展，从第1代演进至第3代。具体情况如下，且如图1所示。
图1 第1—3代轮毂轴承
第1代：整体式双列轴承。在汽车装配的后期组装到轮毂组件。
第2代：轮毂单元，包括轮毂轴承，外圈带凸缘。
第3代：完整的轮毂装配概念与第2代相同，但内外圈均带凸缘。
许多第二代和第三代单元完成了从螺纹车轴和螺母到成形唇口的转变。这在一定程度上削减了总成里的零件数量。减轻了质量。还实现了性能优势。这些成形唇口的功能优势会在后面描述。
许多先前工作围绕第2代和第3代轮毂单元装配的有限元法分析。许多先前工作围绕第2代和第3代轮毂单元装配的*结果。讨论这些零件装配的有限元法时。本文简要介绍摇辗成形这一装配工艺优点。
本文会进一步阐述摇辗成形。还会说明为何它被视作轮毂轴承单元的最优装配工艺。接下来会详细介绍成形零件设计里的重要考量因素。尤其是期望的预成形唇形。以及用于完成装配过程的设备和技术。对设备的探讨涵盖了已成功开展工作的演变。包括主要优点。以及未来可采取哪些举措来优化装配过程
2 为何采用摇辗成形
在开始阐述为何采用摇辗成形之前，回顾摇辗成形是什么很关键。摇辗成形又叫摇辗铆接。它是一种冷成形工艺。使用保持固定角度（通常是3°至6°）的锤头工具。在零件周围形成一条压力扫掠线。随着每次旋转逐渐让材料成形。如图2所示。
图2 轮毂轴承内轴的摇辗成形
这种扫掠接触线形成。其角度具备机械优势。摇辗成形只需约为标准压力20%的力就能形成相同零件。这极大减小了零件装配中产生的应力。进而允许材料在离起始直径更远的地方成形。同时能保持良好的表面粗糙度。还减小了材料开裂的可能性。同时 所需的成形力较小 只需较小的机器就能完成同样工作 占用空间小 投入资金少 模具寿命长 成形控制精度高
摇辗成形的优点被直接运用到轮毂轴承的装配里。在该受控过程中进行成形时，轴承的内轴能够进一步成形。并且不会导致内轴材料断裂。这种工艺与适当的工具设计相结合。把成形定位在凸缘上。可避免柄部沿内轴膨胀。而这种膨胀对轴承性能是有害的。摇辗成形还容许精确成形。从而实现轴承预载荷的预定范围。控制预载荷的能力对轴承功能和寿命十分关键。这是永久性装配过程。这种预载荷方法以及轴承寿命期内预载荷的一致性，和之前常见的螺纹车轴与螺母装配方法相比优势明显。后者在轴承寿命期内可能松动，会致使在应用中提前失效。能形成内轴。无需螺纹或螺母。所以成本更低。质量更轻。这是主要考虑的因素和要求。因为汽车制造商一直被要求以更低成本生产更轻量化产品
3 零件设计考虑的因素
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