圓柱滾子軸承外圈擋邊硬車工藝探討

陳曉羽，王 偉，劉春雨

圓柱滾子軸承外圈擋邊硬車工藝探討

陳曉羽1，王 偉2，劉春雨3

（1．哈爾濱軸承集團公司 技術中心，黑龍江 哈爾濱150036；2.哈爾濱軸承集團公司 工具分廠，黑龍江 哈爾濱150036;3.哈爾濱軸承集團公司 鐵路軸承制造分廠，黑龍江 哈爾濱150036）

原有數控機床車削淬火的圓柱滾子軸承擋邊時采用三爪夾盤夾持工件，使工件的尺寸及平行差難以達到工藝要求。針對以上問題，選擇彈簧夾具代替三爪夾盤夾持工件，并對夾具與機床連接部分重新進行了改進設計，提高了夾具的定位精度、工件的尺寸精度及形狀和位置精度。

圓柱滾子軸承;硬車擋邊；三爪夾盤；彈簧夾具；定位精度

1 前言

圓柱滾子軸承外圈擋邊磨削時經常發生留邊和燒傷現象，原因是磨削擋邊時絕大多數采用兩擋邊一起磨削方法，擋邊處磨削是靠砂輪外徑和兩個端面的尖角來磨削余量的，如果其尖角未及時得到修整，擋邊磨削后勢必留下車加工的余量痕跡，磨削示意圖見圖1。一般情況下，磨削完一個工件后修整砂輪外徑一次，修復砂輪磨損部分，恢復其幾何形狀。選擇砂輪時其寬度與滾道寬度一致，所以只能修整砂輪外徑，其修整量比內徑砂輪修整量大，砂輪消耗也大。反之，采取先磨一個擋邊后把套圈翻過來再磨另一個擋邊的方法只能減少燒傷幾率，砂輪的尖角磨損現象無法杜絕，而且采用此方法加工，工件定位基準不重合，不僅不能保證外滾道尺寸精度，而且擋邊的厚度、滾道的寬度也無法保證；同時也增加了更換定位面時間，使勞動強度增大，生產效率降低。針對上述問題，采取淬火后車削擋邊（硬車）的方法來解決。下面具體介紹硬車采用的夾具及硬車方法，供讀者參考。

圖1 擋邊與外滾道磨削示意圖

2 硬車夾具的比較

2.1原三爪夾具工作原理及優缺點

原三爪夾具結構如圖 2所示。 下面介紹一下夾具工作原理。拉桿在油缸或氣缸作用下左右移動，楔心套在拉桿帶動下也會左右移動，楔心套左右移動就迫使T形座移動，T形座的向心或離心移動產生對工件的夾緊或松開作用。從圖 2中看出，此T形座與夾盤體經長久滑動勢必使間隙增加，影響到擋邊尺寸精度及平行差；而且，此方法是應用硬車加工方法取代磨加工，對產品精度的要求比淬火前車加工嚴格許多。如果擋邊留量較大，用硬車代替粗磨工序尚可。此方法換活較為方便，只需更換夾爪即可，但由于軸向定位精度與磨加工要求還有一定距離，所以只能應用于粗磨加工或者精度要求不高的產品。

圖2 原三爪夾具結構

2.2加工方法

具體的加工方法如圖 3所示，采用一次裝夾用兩把車刀分別車削兩個擋邊。刀具材料采用陶瓷或者立方氮化硼，切削速度110mm/min,進給量0.1～0.15mm/r。

圖3 使用三爪夾具硬車擋邊示意圖

2.3彈簧夾具的工作原理及優缺點

針對三爪夾具使用中存在的問題，采用彈簧夾具代替三爪夾具硬車擋邊。彈簧夾具結構如圖4所示。

圖4 彈簧夾具結構

彈簧夾具工作原理。固定螺母3在油缸的作用下向右移動，致使夾胎8漲開，然后用手將工件裝入夾胎內。工件的端面緊靠定位環后，胎體在油缸拉桿的作用下向左移動將工件夾緊。工件的定位面是定位環，通過胎體的內徑均勻將該工件外徑夾緊，所以工件的定位、找正、夾緊都是自動的。該數控車床夾具是在專用車床夾胎基礎上改進的，與三爪夾盤比較，用彈簧夾具夾持工件加工擋邊能獲得較高的軸向精度，其原因是工件能緊緊靠在定位環上，而定位環除了隨主軸旋轉外軸向是固定不動的，其精度完全取決于機床的軸向跳動。由于采用的機床是數控機床，其精度可滿足圓柱滾子軸承擋邊的精度要求，避免了三爪夾具中T形座與夾盤體的間隙對擋邊平行差的影響。采用彈簧夾具加工擋邊的方法與三爪夾具相同。

2.4過渡盤的設計

過渡盤結構見圖 5。要求C面對D1面的垂直度0.05mm，否則影響加工精度，而且過渡盤的外徑尺寸D比夾具體外徑大30mm、厚度尺寸H取40mm，用以保證過渡盤的剛性。 H1尺寸、d尺寸都要有一定留量待安裝過渡盤時重新車削，這樣能消除過渡盤與胎體連接產生的誤差，使過渡盤的旋轉精度與主軸的旋轉精度基本一致，提高了夾具的精度。同時，過渡盤錐角α加工時最好與主軸配磨，使主軸與過渡盤連接穩定，減少過渡盤振動。

Discussion on hard turning process of outer ring ribs of cylindrical roller bearing

Chen Xiaoyu1,Wang Wei2,Liu Chunyu3
（1.Technical Center,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China;2.Tool Sub-factory, Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China; 3.Railway Bearing Manufacturing Sub-factory, Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China）

Because the quenched cylindrical roller bearing outer ring ribs was turning by three-jaw chuck clamping the part on the former CNC machine, the dimension and parallel error of the part is diffcult to meet the requirement. Aiming at the above problems, the spring clamp is instead of three-jaw chuck, and the connection of clamp and machine is improved, so as to improve the positioning accuracy of the clamp, dimension accuracy of the part and the shape and position accuracy.

cylindrical roller bearing; hard turning ribs; three-jaw chuck; spring clamp; positioning accuracy

3 硬車方法與磨削方法比較

TH 133.33+2

B

1672-4852（2015）01-0024-02

2014-10-18.

陳曉羽（1982-），男，工程師.