酚醛層壓布管保持架高精密加工工藝改進(jìn)

王超，陳帥，張玉玲，馮振，盧輝

(1.洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471039；2.航空精密軸承國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽 471039)

高速精密主軸軸承常使用酚醛層壓布管保持架，其具有質(zhì)量輕、耐磨損及自潤(rùn)滑性能好等特點(diǎn)。采用這種材料的保持架產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多為壁薄且兜孔數(shù)較多，機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)較低，由于放置一段時(shí)間后保持架尺寸會(huì)發(fā)生變化，將無法滿足高精密軸承產(chǎn)品的精度要求。因此，通過工藝試驗(yàn)，探索能夠保證保持架精度和尺寸穩(wěn)定性要求的加工工藝方法。

1 傳統(tǒng)工藝

酚醛層壓布管保持架傳統(tǒng)加工工藝流程為：粗車端面、切斷→浸油→終車內(nèi)、外徑面→鉆孔→浸油。

由表1庫(kù)存產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，目前按傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，庫(kù)存放置一段時(shí)間后尺寸變化較大，最大超差量約0.3 mm。

由圖1可以看出，影響其尺寸穩(wěn)定性的因素主要有：材料支數(shù)、浸油工藝、工件定位精度、加工余量、過程控制等，其主要因素為：材料、浸油工藝和加工余量。

2 工藝試驗(yàn)

通過前期摸索研究，在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上增加粗車內(nèi)、外徑面工序以及浸油工序。改進(jìn)后的工藝方案為：粗車端面、切斷→浸油→粗車內(nèi)、外徑面→浸油→終車內(nèi)、外徑面→鉆孔→浸油。

表1 庫(kù)存某型號(hào)保持架檢測(cè)數(shù)據(jù)

圖1 酚醛層壓布管尺寸穩(wěn)定性影響因素

根據(jù)酚醛層壓布管支數(shù)高低不同，分2組進(jìn)行試驗(yàn)。低支數(shù)酚醛壓布管傳統(tǒng)工藝與改進(jìn)后的工藝加工數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果見表2。

表2 低支數(shù)酚醛層壓布管試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)

通過試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，增加粗車內(nèi)、外徑面工序，可以減小原材料(管料)的內(nèi)徑散差，統(tǒng)一終車外徑芯軸的定位精度避免工件定位不準(zhǔn)造成壁厚超差現(xiàn)象；同時(shí)減小加工余量,加工應(yīng)力變形減小，加工精度提高。

增加二次浸油進(jìn)一步消除在原材料壓制和粗車加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；終車內(nèi)、外徑面工序由于加工余留小，控制了外徑加工精度，加工應(yīng)力變形消除;統(tǒng)一了鉆孔工序內(nèi)徑定位尺寸，達(dá)到內(nèi)徑工藝要求，減小了終車內(nèi)徑尺寸散差，即鉆孔的定位精度提高，內(nèi)徑和鉆孔支承盤配合間隙減小，更好地保證了兜孔相互差、梁寬變動(dòng)量等指標(biāo)。雖然加工后滿足了P4精度要求，但仍存在放置一段時(shí)間后尺寸穩(wěn)定性較差，無法達(dá)到P4精度要求的問題。鑒于此，考慮高支數(shù)酚醛層壓布管進(jìn)行第2批試驗(yàn)加工。

高支數(shù)酚醛壓布管傳統(tǒng)工藝與改進(jìn)后的工藝加工數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果見表3。

表3 高支數(shù)酚醛層壓布管試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)

對(duì)比表2、表3數(shù)據(jù)可知，高支數(shù)酚醛層壓布管尺寸穩(wěn)定性明顯優(yōu)于低支數(shù)酚醛層壓布管，按二次浸油工藝能滿足P4精度要求。

在試驗(yàn)加工過程中，同時(shí)還應(yīng)注意控制主軸轉(zhuǎn)速，減小車削、鉆削進(jìn)給量，車削加工時(shí)可適當(dāng)增加車刀前角，降低切削力以減小保持架在加工中的變形。另外為防止環(huán)境因素(如干燥或潮濕天氣)對(duì)工件尺寸穩(wěn)定性的影響，在每道工序加工完成后均采用油紙進(jìn)行卷筒式包裝，使工件軸線垂直擺放，避免輕型薄壁產(chǎn)品產(chǎn)生翹曲和變形等。

3 結(jié)束語

通過選用高支數(shù)酚醛層壓布管材料，增加一次粗車內(nèi)、外徑面和浸油工序，可以有效提高產(chǎn)品精度及尺寸穩(wěn)定性，滿足產(chǎn)品精度達(dá)到P4的要求。