兜孔內鎖球軸承保持架加工工藝的優化

劉海波,張 巖,武 偉

(1.中航工業哈爾濱軸承有限公司 工程技術部,黑龍江 哈爾濱 150025;2.中航工業哈爾濱軸承有限公司 保持架工部,黑龍江哈爾濱 150025 )

兜孔內鎖球軸承保持架加工工藝的優化

劉海波1,張 巖2,武 偉2

(1.中航工業哈爾濱軸承有限公司 工程技術部,黑龍江 哈爾濱 150025;2.中航工業哈爾濱軸承有限公司 保持架工部,黑龍江哈爾濱 150025 )

通過采用先進的數控設備、合理的工藝和檢測方法，更換高性能的刀具,實現了以槽為兜孔鎖口結構的軸承保持架的加工，保證了產品的合格率,降低了生產成本。

球軸承；保持架；槽；兜孔鎖口

1 前言

按照軸承是否可以拆卸分類，可分為可拆卸軸承和不可拆卸軸承。保持架兜孔帶鎖點是實現軸承不可拆卸的設計方式之一。保持架方兜孔鎖點的加工方式有鉸拉一次成型，或采取劈爪、垛口、滾口的方式加工，鎖口寬度易于控制；圓兜孔鎖點的加工方式有鉆銑一次成型，或采取以槽為兜孔鎖口的方式加工。以槽為兜孔鎖口結構的保持架加工難度大，廢品率很高。為此，對該結構保持架的加工工藝進行深入的研究。

2 產品介紹

以某型號保持架為例，外觀如圖1，結構如圖2。外形較復雜，有外臺階、外槽、內槽，內槽寬度即為兜孔鎖點的寬度。目前該結構的保持架都是采用40CrNiMoA鋼質材料，要求調質處理，調質后硬度為33～37HRC。兜孔直徑尺寸為φmm，槽寬度尺寸為mm,工作球直徑為φ9.525mm，鎖點對工作球的鎖緊量僅0.0125～0.0375mm。

圖1 保持架外觀

圖2 保持架結構

槽寬尺寸和槽與兜孔的對稱性是加工難點，控制不準確即出現“掉球”現象，產生批量廢品。

3 改進前工藝方法及存在的問題

3.1 工藝流程

成型→調質→細車兩平面→粗磨外圓→細車內圓→端面標識→車內槽→鉆孔→粗鉸孔→精鉸孔→終磨外圓→終車內圓→車外槽→車外臺階→車倒角（臺階倒角及內、外圓倒角）→去毛刺→……

該流程中終車內圓和車外槽工序是斷續車削，加工表面存在車削振紋，表面質量差，刀具磨損大。

3.2 加工方法和控制方式

車內槽工序和鉆孔、鉸孔工序均以非標識面為基面裝夾定位，以相對基面的尺寸B和S分別控制槽和兜孔的位置，如圖3。將內槽車至成品尺寸9.45+0.05mm后，先后用直徑為φ9mm的鉆頭、φ9.5mm的鉸刀、φ10mm的鉸刀完成鉆孔、鉸孔。

車加工采用普通車床C620，車外圓槽工序的車刀由操作者手工刃磨。該工序產品質量受操作者的技能制約；鉆鉸孔采用立式鉆床Z5932，由于立式鉆床只有一個刀位，而兜孔和鎖點槽的尺寸差為0.5～0.65mm，一把鉸刀無法實現加工要求，完成鉆孔、鉸孔需要3個工步，存在重復裝夾、重復定位。該工序產品質量受操作者的技能和工裝精度制約。

圖3 保持架槽和兜孔位置示意圖

3.3 檢測量具

內槽寬度尺寸采用槽寬度樣板檢測，樣板圖樣如圖4所示。由于樣板有一定的厚度，檢測時容易發生圖5所示的狀況，造成實際尺寸偏大卻不被發覺。因兜孔鎖緊量小，僅0.0125～0.0375mm，下工序極易出現“掉球”現象。

4 解決措施

4.1 調整工藝流程

圖4 槽寬樣板

圖5 樣板檢測誤差示意圖

粗車成型→調質→細車成型→均磨兩平面→車內槽→車外槽→車外臺階及倒角（臺階倒角及內、外圓倒角）→鉆銑孔→去毛刺→……

調整后的工藝流程，取消了端面標識工序，該工序只為了區分加工內槽和兜孔工序的定位基準面；增加了均磨兩平面工序，使同批次產品的高度具備較高的一致性，為加工內槽和兜孔工序做精度儲備；將鉆銑孔工序移后，規避了內圓和外槽的斷續車削，杜絕了加工表面的振紋，提高了表面質量。

4.2 改進加工方法和控制方式

車加工工序采用數控車床，車刀采用標準的合金刀片，產品的尺寸和精度由數控程序保證，不受操作技能因素的制約。鉆銑孔工序采用配有刀具庫的加工中心，可以實現一次裝夾完成兜孔的終加工，不存在重復定位；鉆孔采用直徑為φ9.3mm的鉆頭，銑孔采用階梯成型銑刀，使兜孔與鎖點的同軸度好，鎖點尺寸可控。

兜孔和槽的位置不再以基面尺寸控制，而采取距離兩端面的位置相互差S1-S2、B1-B2來控制，如圖6，這就是增加均磨兩平面工序的目的。

圖6 保持架槽和兜孔位置相互差示意圖

4.3 改進檢測量具

檢測內槽寬度的量具采用柱形塞規，塞規的前端設計30°的引導角，如圖7。以塞規代替槽寬度樣板，杜絕人為因素帶來的測量誤差。

圖7 柱形塞規

5 工藝優化前、后對比

工藝優化后只是在鉆銑孔工序存在因調整機床、對刀產生的廢品，不存在因“掉球”或表面質量達不到工藝要求等其它原因產生的廢品。具體數值對比如表1。

表1 工藝優化前、后對比

6 結論

改進后實現了批量廢品率低于公司廢品率指標，提高了產品加工質量的穩定性，降低了生產投料率和生產成本，保障了產品按期交付。

（編輯：王立新）

Processing technology optimization to cage of pocket internal locking ball bearing

Liu Haibo1,Zhang Yan2,Wu Wei2
(1.Engineering Technology Department,AVIC Harbin Bearing Co.,Ltd.,150025,China;2.Cage Department, AVIC Harbin Bearing Co.,Ltd.,150025,China)

By using advanced numerical control equipment, reasonable technology and testing method, and the replacement of high performance tool,the processing of bearing cage of the pocket locking notch structure by the groove was realized to ensure the pass rate of products, reduce production costs.

ball bearing; cage; groove; pocket locking notch structure

TH 133.33+1

B

1672-4852（2015）04-0012-03

2015-10-23.

劉海波（1975-），女，高級工程師.