雙列圓錐滾子軸承帶凸緣外圈車加工工藝改進(jìn)

魏麗芬

(瓦房店軸承股份有限公司，遼寧 瓦房店 116300)

1 改進(jìn)前工藝方法

某型外圈帶凸緣的雙列圓錐滾子軸承是為重載汽車配套的大扭矩變速箱軸承，要求軸承必須具備較大的承載能力和抗沖擊能力。為了提高軸承的使用性能，將外圈與定位環(huán)聯(lián)合成一體設(shè)計(jì)為一個(gè)帶凸緣的外圈(圖1)。該外圈采用普通車床加工，工序多，搬運(yùn)裝夾次數(shù)多，影響工件加工的幾何精度和尺寸精度。

圖1 雙列圓錐滾子軸承帶凸緣外圈

以3506/76DR為例，原工藝過程為：車平面、外圈內(nèi)徑面、安全角→車平面、凸緣外徑面、外圓角→粗車大端外滾道→粗車小端外滾道→軟磨平面→軟磨凸緣外徑面→精車大端外滾道、內(nèi)圓角→精車小端外滾道、內(nèi)圓角→車外徑面、凸緣臺肩平面→車凸緣臺肩圓弧、倒角→車外環(huán)槽→鉆孔。該工藝過程共12道工序，裝夾次數(shù)多，不僅位置精度相對較低，而且反復(fù)裝夾也會使已加工表面(如外滾道)的形狀精度發(fā)生改變。因此，這種相對分散的加工方式導(dǎo)致軸承各加工表面的尺寸精度及幾何精度相對較低，車加工留量相應(yīng)較大；搬運(yùn)次數(shù)多，容易造成卡碰傷，影響磨加工質(zhì)量。

2 工藝改進(jìn)

2.1 機(jī)床的選擇

采用數(shù)控車床代替普通車床加工。由于數(shù)控車床具有裝夾平穩(wěn)的優(yōu)良性能，選擇三爪軟夾盤裝夾，消除了普通車床只能采用彈簧夾盤裝夾，套圈容易變形的缺陷。粗、精車采用兩把刀分別車削，既避免了主軸及刀架剛性不足影響加工精度，也可以減少刀具的磨損和換刀時(shí)間。將2臺數(shù)控車床連線，采用機(jī)械手上、下料，只需裝夾2次即可實(shí)現(xiàn)全工序車削加工。

2.2 刀具的選擇

采用機(jī)夾刀代替焊接刀以減少換刀和磨刀時(shí)間。刀具磨損后，通過更換刀片，調(diào)整坐標(biāo)參數(shù)，即可完成換刀操作。合理選擇機(jī)夾刀的幾何參數(shù)是決定數(shù)控車床切削質(zhì)量的關(guān)鍵,其主要體現(xiàn)在對車刀角度和刀片形狀的選擇上。必須根據(jù)工件材料、車刀材料、切削用量，以及工件、車刀、夾具和車床的剛性等各方面因素全面分析，找出切削過程中的主要矛盾，合理選擇車刀的角度和刀片形狀，這對切削是否順利，刀具是否耐用，加工出的工件表面是否光潔等都有很大影響，同時(shí)對車削工藝的順利實(shí)施起著決定性作用。通過綜合考量，對各工序的刀具做出了優(yōu)化選擇，刀具型號見表1。

表1 各工序刀具型號

2.3 工藝過程

改進(jìn)后工藝過程為：車平面、凸緣外徑面、外圓角，粗車大端外滾道、精車大端外滾道、內(nèi)圓角，車外圈內(nèi)徑→車平面，粗車外徑面，車外環(huán)槽，粗車小端外滾道，精車外滾道、內(nèi)圓角，精車外徑面→鉆孔。改進(jìn)后共3道工序，裝夾次數(shù)大大降低，所有車加工工序不需搬運(yùn)，只在鉆孔工序搬運(yùn)一次。以3506/76DR外滾道工序?yàn)槔?，普通車床和?shù)控車床加工的尺寸精度和幾何精度對比見表2。

表2 改進(jìn)工藝前、后加工精度對比 mm

通過上述對比可以看出，數(shù)控車床的尺寸精度和幾何精度明顯高于普通車床加工精度。同時(shí)還將外徑留量從0.40 mm壓縮到0.30 mm，外滾道留量從0.50 mm壓縮到0.40 mm，從而為提高磨加工精度和生產(chǎn)效率創(chuàng)造了條件。

3 結(jié)束語

改進(jìn)后的工藝簡化了工藝流程，實(shí)現(xiàn)了工序集中加工，新工藝不僅達(dá)到了車工成形的要求，提高了車工套圈的幾何精度和尺寸穩(wěn)定性，還減少了大量更換和搬運(yùn)工件的時(shí)間，生產(chǎn)效率大大提高。用數(shù)控車床代替普通車床加工形狀復(fù)雜的軸承套圈是軸承行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。