帶止動凸緣套圈端面磨削輔具的改進

劉振華，隋善勇,張玉英

(哈爾濱軸承集團公司，哈爾濱 150036)

1 概述

某型號(X-6XX)外圈端面帶止動凸緣軸承的外圈結構如圖1所示。該類軸承中，部分產品要求以A面做為加工基準和安裝基準，因此，A面在熱處理后需要進行精加工。X-6XX軸承的外形尺寸為：外徑136 mm，內徑123 mm，A，B兩端面間套圈的高度為28 mm，要求A，B兩端面的平行度控制在0.003 mm以下，平面度控制在0.002 mm以下。若采用雙端面磨床在不使用磨削輔具的情況下不能直接加工A，B兩面，因此，結合單軸高精度萬能磨床及專用的磨削輔具解決了帶有單獨止動凸緣外圈的端面加工。其加工步驟為：首先在單軸高精度萬能磨床M7120上精加工A面；接著使用專用磨削輔具，在平面磨床M7475B上粗磨B面，再在高精度雙端面磨床AC-1200F上加工出B面。另外，若為薄壁軸承，在加工過程中還要利用夾具控制機床進給的擠壓力，防止套圈產生變形。

圖1 外圈結構

2 原磨削輔具

原磨削輔具結構如圖2所示，將A面的止動凸緣放入帶有槽口的圓環上，再套上圓套筒。使用原磨削輔具加工出的套圈端面平行度為0.007～0.01 mm，平面度為0.006～0.01 mm，未達到技術要求。需要在幾種磨床之間反復進行修整，挑選出合格品后才能進行下一道工序的加工，加工方法費時耗力，成本高。存在問題的主要原因有：

圖2 原磨削輔具結構

(1)圓環在擔當底座時，自身承受壓力后很可能發生撓曲變形，導致圓環的平行度在加工中發生變化，從而影響軸承套圈的加工平行度。

(2)圓套筒內壁與圓環和軸承外徑面之間的間隙難以消除，導致使用該磨削輔具時，軸承平面與圓環平面發生滑動，在套筒內產生竄動，影響軸承端面的平行度。

(3)采用雙端面的磨削方式，圓環端面和軸承套圈端面同時進行磨削，由于沒有增加一個好的自旋結構和排屑結構，圓環的自身旋轉和排屑不穩定、不均勻，圓環自身沒有良好的尺寸消耗規律。

(4)對于寬度比較大的軸承，尤其是薄壁軸承，寬徑比過大，擠壓后彎曲變形量大。

3 改進后的磨削輔具

設計的新型磨削輔具結構如圖3所示。采用倒T形結構，安裝后的輔具重心下移，有利于磨削輔具在工作中的穩定性；在底座圓柱面與套圈的內徑面之間增加了2組(4只)同心的Z形脹緊套，通過旋入螺旋壓板，將Z形脹緊套脹緊，脹緊套在圓柱面的圓周方向起作用，使軸承外圈內徑面與底座圓柱面之間緊密作用，具有抗撓曲變形的能力，從而改善加工平面的質量；底座底面上增加了螺旋形排屑槽，有利于排屑和輔具自旋，也有利于改善磨削中底座的受力結構，使端面磨削受力更加均勻。

1—倒T形底座；2—底座臺階；3—套圈；4—螺旋蓋板；5—Z形脹緊套；6—豁口

輔具的加工要保證各尺寸精度，保證輔具在安裝和使用過程中的統一，嚴格控制底座圓柱面與底面的垂直度、底面與底座臺階的平行度以及底座螺紋與底面的垂直度和圓柱面的同軸度等。

采用原輔具和改進后輔具加工套圈端面的數據對比如表1所示。數據中時間為單件加工的平均用時，平行度及平面度的數值為20個/批次中散差值的上、下限。

表1 采用新、原輔具加工套圈的數據對比

由表1可知，采用原輔具加工的部分產品超差，需要單獨進行一次人工修研，費時費力；改進后輔具的單件準備時間稍長，但加工精度和效率高。

4 結束語

改進后的輔具可以將薄壁套圈安裝固定在一個起到支承作用和抗變形作用的底座上，將套圈的形變受力轉嫁到輔具上，也相當于增加了軸承的壁厚，從而在機床加工中可以抵抗更大的撓曲變形力。實踐證明，改進后的輔具完全能夠保證產品加工質量，且有效提高了加工精度和效率。