用于軸承保持架模具加工的通用夾具的設計

王畔畔

（哈爾濱軸承集團有限公司 工藝技術處，哈爾濱 150025）

1 前言

軸承是現代工業設備中必不可少的零部件，軸承制造業屬于一種勞動密集型產業，且利潤較低。因此在軸承加工過程中，需要經常對生產過程和生產工藝進行優化改進，以提高生產效率、降低生產成本。我公司在加工圓錐滾子軸承保持架時，需要針對不同尺寸型號的保持架設計對應的角度夾具，由于軸承產品品種多，所對應的沖孔模具種類也多，加工沖孔模具的角度夾具也就越來越多。這樣既增加了工裝夾具的儲存成本，也增加了工裝生產成本，延長了生產周期；同時夾具利用率較低，間接造成生產成本增加，資金循環周期延長。為了降低成本、提高生產效率，需要設計一種能兼容多種保持架沖孔模具的角度夾具，使用該種夾具可加工更多類型的保持架沖孔模具。

2 保持架孔的加工

圓錐滾子軸承是由內圈、外圈、保持架和滾動體構成的，其中保持架一般是用模具來加工的，特別是保持架上放置滾動體的筐孔，大部分都是用沖孔模具沖出來的。沖孔的上模如圖1 所示。

圖1 沖孔上模示意圖

這個上模的作用是通過壓力機的壓力把放在下模上的保持架沖出所需要的保持架筐孔的形狀，這個筐孔的形狀也就是上模頭部的形狀，即帶α角度的筐形孔。因為上模的頭部形狀也就是它的成形面是帶角度α的斜面，這個帶角度的斜面無法在磨床上直接加工出來，需要把上模裝夾到專用角度夾具上來磨頭部的α角度面，然后再進行加工。

3 現有的加工方式

目前每加工一個上模就需要設計一個專用角度夾具，如圖2 所示。因為所有上模的柄部尺寸只有φ30 mm 或φ45 mm 兩個規格，所以中心孔的尺寸按φ30 mm 或φ45 mm 設計，側面α的角度就是上模成形部分的角度。加工上模時，把柄部插入中心孔內，兩個 M8 螺絲分別從徑向和軸向兩個方向把上模固定住，角度夾具的角度面吸在磨床的工作面上，利用設備進行平面磨削；當上模成形部分磨平時，砂輪就把上模成形部分一側的角度α加工完成了；磨完一面直接把角度夾具翻過來磨削加工另一面，這樣就把上模成形部分另一側的角度也加工完成，模具的上模角度部分也就加工完成了。

圖2 專用角度夾具示意圖

4 改進后的通用角度夾具

4.1 技術方案

通用角度夾具的設計如圖3 所示，胎體 1 的上下兩面各銑有兩個對稱的 V 形槽，V 形槽里放兩個長 50 mm 的圓柱滾子 3，兩個滾子之間的距離是固定的，這樣方便計算H的高度；量塊放在滾子的上面，量塊的高度是通過高度H計算得出的，用來保證α的角度，量塊的上面是壓板 2；通過調整螺栓 4 來固定量塊和上模，為了保證精度將調整螺栓設計成球頭結構，使其保持球面接觸，以保證夾具角度的穩定性。在加工工藝上，為了減少誤差和保證加工精度，四個圓柱滾子必須一次裝夾同時加工；在胎體加工上，采用先在磨床磨好各平面，再以各平面找正，用線切割機床加工好四個 V 形槽，以保證各槽的對稱度、垂直度和平行度的要求。

圖3 通用角度夾具示意圖

4.2 工作原理

當加工新規格的上模時，用兩滾子之間的距離乘以角度α的正切值可以算出H的高度，量塊的高度也就是L的尺寸：L= cosα*H，通過量塊高度L可得到α的角度，即上模成形面的角度。調整螺栓上部分通過壓板固定住量塊，保證量塊的穩定性，調整螺栓下部分壓在上模的柄部，保證上模的穩定性。使用時，角度面放在磨床工作面上，這樣上模的成形部分就傾斜了α角度，砂輪是平面磨削，當上模成形部分磨平時，α角度就磨出來了。同理，磨完一面直接把通用夾具翻過來磨另一面，這樣上模成形部分的另一側的角度也磨出來了。這樣在加工不同角度的模具時，只需要更換不同高度的量塊，即可得到對應的角度夾具了。

5 通用角度夾具的優勢

改進后的夾具由于不用一個上模對應設計一個專用夾具，只需要通過微調調整螺栓，利用α的角度計算出量塊的高度，通過更換量塊就可以達到使用一套通用夾具加工多種上模的效果，使夾具工裝具備了良好的通用性。既極大地節省了工裝夾具的儲存成本，又降低了工裝夾具的生產成本，縮短了生產周期，提高了生產效率；間接縮短資金的循環周期，降低了圓錐滾子軸承的生產成本，提升了該類型軸承的利潤空間和市場競爭力。

6 結束語

通過設計通用的角度夾具，減少了一對一設計專用夾具的人力成本和生產成本，避免了多種角度夾具造成的存儲成本，提高了工裝利用率。在實際生產過程中，提高了生產效率，縮短了模具的加工周期，降低了生產成本。