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

原有數(shù)控機(jī)床車削淬火的圓柱滾子軸承擋邊時(shí)采用三爪夾盤夾持工件，使工件的尺寸及平行差難以達(dá)到工藝要求。針對(duì)以上問題，選擇彈簧夾具代替三爪夾盤夾持工件，并對(duì)夾具與機(jī)床連接部分重新進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，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(shí)經(jīng)常發(fā)生留邊和燒傷現(xiàn)象，原因是磨削擋邊時(shí)絕大多數(shù)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(gè)端面的尖角來磨削余量的，如果其尖角未及時(shí)得到修整，擋邊磨削后勢(shì)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(gè)工件后修整砂輪外徑一次，修復(fù)砂輪磨損部分，恢復(fù)其幾何形狀。選擇砂輪時(shí)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(nèi)徑砂輪修整量大，砂輪消耗也大。反之，采取先磨一個(gè)擋邊后把套圈翻過來再磨另一個(gè)擋邊的方法只能減少燒傷幾率，砂輪的尖角磨損現(xiàn)象無法杜絕，而且采用此方法加工，工件定位基準(zhǔn)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(shí)也增加了更換定位面時(shí)間，使勞動(dòng)強(qiáng)度增大，生產(chǎn)效率降低。針對(duì)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(yōu)缺點(diǎn)

原三爪夾具結(jié)構(gòu)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(dòng)，楔心套在拉桿帶動(dòng)下也會(huì)左右移動(dòng)，楔心套左右移動(dòng)就迫使T形座移動(dòng)，T形座的向心或離心移動(dòng)產(chǎn)生對(duì)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(jīng)長(zhǎng)久滑動(dòng)勢(shì)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(yīng)用硬車加工方法取代磨加工，對(duì)產(chǎn)品精度的要求比淬火前車加工嚴(yán)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(yīng)用于粗磨加工或者精度要求不高的產(chǎn)品。

圖2 原三爪夾具結(jié)構(gòu)

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(gè)擋邊。刀具材料采用陶瓷或者立方氮化硼，切削速度110mm/min,進(jìn)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(yōu)缺點(diǎn)

針對(duì)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(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 彈簧夾具結(jié)構(gòu)

彈簧夾具工作原理。固定螺母3在油缸的作用下向右移動(dòng)，致使夾胎8漲開，然后用手將工件裝入夾胎內(nèi)。工件的端面緊靠定位環(huán)后，胎體在油缸拉桿的作用下向左移動(dòng)將工件夾緊。工件的定位面是定位環(huán)，通過胎體的內(nèi)徑均勻?qū)⒃摴ぜ鈴綂A緊，所以工件的定位、找正、夾緊都是自動(dòng)的。該數(shù)控車床夾具是在專用車床夾胎基礎(chǔ)上改進(jìn)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(huán)上，而定位環(huán)除了隨主軸旋轉(zhuǎn)外軸向是固定不動(dòng)的，其精度完全取決于機(jī)床的軸向跳動(dòng)。由于采用的機(jī)床是數(shù)控機(jī)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(duì)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(shè)計(jì)

過渡盤結(jié)構(gòu)見圖 5。要求C面對(duì)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(shí)重新車削，這樣能消除過渡盤與胎體連接產(chǎn)生的誤差，使過渡盤的旋轉(zhuǎn)精度與主軸的旋轉(zhuǎn)精度基本一致，提高了夾具的精度。同時(shí)，過渡盤錐角α加工時(shí)最好與主軸配磨，使主軸與過渡盤連接穩(wěn)定，減少過渡盤振動(dòng)。

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.