何崇光，郭鑫，徐海利

(1.洛陽軸研科技股份有限公司，河南 洛陽 471039；2.河南省高性能軸承技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽471039；3.滾動(dòng)軸承產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，河南 洛陽 471039)

1 工程塑料冠形保持架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

冠形保持架適用于轉(zhuǎn)速較高或旋轉(zhuǎn)精度高的深溝球軸承或角接觸球軸承，材料一般為碳素鋼、黃銅等金屬材料，也采用工程塑料,如：聚酰胺(尼龍)、聚四氟乙烯、聚酰亞胺等。工程塑料具有力學(xué)性能優(yōu)異、韌性好、耐磨性能好、摩擦因數(shù)低、自潤滑性能好等特點(diǎn)，故更適用于高速或高精密軸承。工程塑料多采用注塑成型，考慮到模具成本,中小批量生產(chǎn)時(shí)也可采用車、銑、鉆等機(jī)加工方法。機(jī)加工冠形塑料保持架結(jié)構(gòu)如圖1所示，兜孔一側(cè)有裝球缺口，兜孔與裝球缺口需要通過鉆、銑的方法加工。

圖1 工程塑料冠形保持架

2 原加工工藝及存在的問題

2.1 工藝過程

原加工工藝過程為：車端面、切斷→車另一端面→粗車外徑面→粗車內(nèi)徑面→精車內(nèi)徑面→精車外徑面→鉆兜孔→銑缺口。兜孔、裝球缺口分為2個(gè)工序加工，先在鉆床上鉆出兜孔，然后在銑床上銑出裝球缺口。

在臥式銑床上采用鋸片銑刀加工裝球缺口，鋸片銑刀及其安裝如圖2所示。缺口的寬度由2片銑刀的間距控制，通過更換寬度調(diào)整墊片實(shí)現(xiàn)；缺口相對(duì)兜孔的位置由銑刀在主軸的左右位置確定，通過更換位置調(diào)整墊片調(diào)節(jié)。調(diào)整時(shí)需要多次增減墊片，甚至需要對(duì)墊片臨時(shí)修磨才能將夾具調(diào)整到位。同時(shí)由于缺口相對(duì)兜孔的位置沒有有效的測量方法，兩者相對(duì)位置主要依靠肉眼觀察，不僅影響保持架精度，也不利于設(shè)備的調(diào)整。

1—主軸；2—位置調(diào)整墊片； 3—鋸片銑刀；4—開口墊片；5—螺栓；6—寬度調(diào)整墊片

銑缺口夾具及加工如圖3所示。銑缺口時(shí)保持架受力如圖4所示。

1—銑床工作臺(tái)；2—定位銷；3—鋸片銑刀；4—保持架；5—底座

圖4 銑缺口時(shí)保持架受力示意圖

2.2 存在的問題

1)鉆孔與銑缺口分2次加工，存在二次裝夾誤差；銑削分力F1沿保持架徑向，由于保持架徑向剛性差，銑缺口時(shí)易產(chǎn)生變形；兜孔與缺口的相對(duì)位置依靠人工觀察加工。綜合因素導(dǎo)致保持架精度難以保證。

2)銑缺口夾具沒有對(duì)保持架進(jìn)行有效的夾緊，加工時(shí)需要1名工人用手壓緊保持架，存在安全隱患。

3)銑床調(diào)整時(shí)需要反復(fù)更換或修磨墊片，調(diào)整不便。

4)2道工序共需2臺(tái)機(jī)床、3名工人，占用生產(chǎn)資源多。

3 改進(jìn)后的加工工藝

針對(duì)原加工工藝中對(duì)保持架精度影響較大的鉆兜孔與銑缺口工序，重新設(shè)計(jì)了鉆孔與銑缺口夾具，并都改為在立式銑床上加工，將原來2道工序合并為1道工序。

3.1 新型夾具

改進(jìn)后的夾具如圖5所示，其中壓板結(jié)構(gòu)如圖6所示。

1—底座；2—保持架；3—壓板；4—定位銷；5—開口墊片；6—螺栓

圖6 壓板

新型夾具中， 壓板上均勻地加工有與保持架兜孔數(shù)量相同的槽，以便于銑缺口時(shí)銑刀通過，根據(jù)保持架兜孔的數(shù)量選用槽數(shù)不同的壓板；壓板與底座上有2個(gè)定位孔，配合定位銷定位；開口墊片與螺栓用于壓緊和松開保持架。

3.2 工藝過程

首先將底座固定到立式銑床或加工中心轉(zhuǎn)臺(tái)上，將保持架裝在底座上，壓上壓板，并用開口墊片和螺栓固定。機(jī)床與夾具調(diào)整好后先鉆兜孔，然后換立銑刀在兜孔一側(cè)銑缺口。改進(jìn)后的鉆銑加工如圖7所示。

1—銑刀；2—定位銷；；3—螺栓；4—開口墊片；5—壓板；6—保持架；7—底座；8—銑床轉(zhuǎn)臺(tái)

4 使用效果

采用新型夾具進(jìn)行塑料冠形保持架的鉆兜孔與銑缺口可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成加工，消除了二次裝夾產(chǎn)生的定位誤差，保證了兜孔與缺口的對(duì)稱度，提高了保持架加工質(zhì)量。采用立式銑床加工，銑削力沿保持架軸向分布，消除了原銑缺口方法存在的保持架徑向分力，且新夾具使保持架能夠可靠夾緊，大大減輕了銑削力對(duì)保持架的影響，減小了保持架的變形。改進(jìn)加工方式后，僅需1臺(tái)機(jī)床和1名工人操作，節(jié)約了生產(chǎn)資源。