摘 要：在國內(nèi)外軸承行業(yè)，軸承外圈一般為薄壁零件，材料為軸承鋼Gcr15SiMn，淬火后硬度為HRC60-65，硬車時因為裝夾不當(dāng)易產(chǎn)生變形影響磨削精度，通過改進(jìn)數(shù)控車床液壓卡盤卡爪的結(jié)構(gòu)來裝夾工件，明顯地減少硬車變形，提高生產(chǎn)效益。

關(guān)鍵詞：軸承行業(yè)；薄壁零件；解決硬車變形；提高效益

引言

在國內(nèi)外軸承行業(yè)，軸承外圈一般為薄壁零件，材料為Gcr15SiMn，淬火后硬度為HRC60-65，硬車時因為裝夾不當(dāng)產(chǎn)生變形影響磨削精度，通過在我公司的全功能數(shù)控車床上改進(jìn)液壓卡盤卡爪的結(jié)構(gòu)來裝夾工件，明顯減少硬車變形，提高生產(chǎn)效益。因國內(nèi)機(jī)床和軸承生產(chǎn)廠商很多，文章僅對我公司給國內(nèi)某軸承廠家供貨用于軸承硬車的全功能數(shù)控車床夾具裝夾方法及工藝進(jìn)行分析。

1 改進(jìn)前軸承外圈硬車工藝，裝夾方式及車削變形的分析

1.1 改進(jìn)前軸承外圈硬車分兩個工序車削，第一道工序采用浮動卡爪夾持薄端外圓，精車厚端端面及外徑；第二道工序采用浮動卡爪夾持厚端已車外圓及端面，接著精車薄端外徑及端面、精車內(nèi)錐孔（即軸承滾子外滾道）。

1.2 改進(jìn)前的受力情況及變形情況分析。因改進(jìn)前車一序與車二序均夾持外圓，一是外圓兩次的裝夾基準(zhǔn)不一致，車后外圓易產(chǎn)生錯節(jié)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致精磨時外圓磨不起產(chǎn)生報廢；另外，雖采用浮動卡爪裝夾，但仍為三點(diǎn)夾持，因軸承外圈為薄壁零件（厚端壁厚22mm，薄端壁厚8.5mm），車后產(chǎn)生三角形彈性變形，在三坐標(biāo)測量機(jī)測量橢圓度為0.10-0.16mm，超過用戶要求的橢圓度0.06mm之內(nèi)，導(dǎo)致軸承外圈和內(nèi)錐孔（即軸承滾子外滾道）不能磨起或橢圓度映射而精度達(dá)不到要求而報廢。

1.3 針對以上硬車產(chǎn)生變形的問題，在數(shù)控車床的夾具和工藝上進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，達(dá)到了很好的效果，硬車加工相同軸承外圈在三坐標(biāo)測量機(jī)測量橢圓度為0.03-0.06mm，與軸承廠家通用的“三角”測量法結(jié)果十分接近。

2 改進(jìn)夾具、裝夾方式，調(diào)整工藝后硬車軸承外圈，變形明顯減小

2.1 先是對工藝進(jìn)行調(diào)整，增加平磨工序，以薄端端面為基準(zhǔn)互相平磨兩端面見光，然后在第一臺數(shù)控車床上用浮動卡爪靠平厚端端面，夾持外徑，用CBN刀具精車內(nèi)錐孔（即軸承滾子外滾道），最后在第二臺數(shù)控車床上設(shè)計專用的六點(diǎn)式短圓錐卡爪撐持已車內(nèi)錐孔（即軸承滾子外滾道），用CBN刀具精車軸承外徑。

2.2 經(jīng)過以上的工序調(diào)整后和夾具改進(jìn)后變形明顯減小，分析工藝改進(jìn)的依據(jù)和設(shè)計夾具原理如下：

2.2.1 增加平磨工序是軸承廠家一般在硬車前的必要工序，給硬車工序提供更好的定位基準(zhǔn)。

2.2.2 車一序用定位塊靠平厚端端面，三爪浮動卡爪（六段圓弧面）夾持厚端外圓，CBN刀具精車內(nèi)錐孔（即軸承滾子外滾道），優(yōu)點(diǎn)為基準(zhǔn)統(tǒng)一，變形量小，內(nèi)錐面可以有很好的橢圓度。

2.2.3 車二序用專用卡爪（如圖3）撐持內(nèi)錐面，卡爪需自車，六段圓弧面撐持內(nèi)錐面，短圓錐的長度以數(shù)控車床油缸行程計算后確定（本例為15mm），優(yōu)點(diǎn)為卡爪定位短圓錐面兩兩對稱（如圖2），夾緊力相互平衡，最大限度地減小變形，同時將液壓卡盤的夾緊力調(diào)節(jié)適當(dāng)（本例為0.4-0.6Mpa），用CBN刀具精車軸承外徑，因為是一次車削不存在接刀痕跡，在三坐標(biāo)測量機(jī)測量橢圓度為0.03-0.05mm，達(dá)到軸承廠家用“三角”測量法測量的結(jié)果0.06mm以內(nèi)。

4 結(jié)束語

通過研究改進(jìn)工藝和夾具設(shè)計，明顯地減小了變形量，徹底解決了軸承外圈硬車變形大的問題，用戶訂購我公司的數(shù)臺全功能數(shù)控車床全部達(dá)到驗收條件，通過舉一反三把同樣的原理應(yīng)運(yùn)到其它型號軸承外圈的硬車工藝上，用戶現(xiàn)場我公司生產(chǎn)的數(shù)控車床已經(jīng)全部調(diào)試合格正常生產(chǎn)，為軸承廠商創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡介：任敏杰（1986，11-），陜西省寶雞市人，助理工程師。

屈九緒（1969，6-），陜西省風(fēng)翔縣人，工程師。