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        薄壁圓錐滾子軸承外圈車加工工藝改進

        2022-06-08 05:05:40姚松杰倪濱昆時可可張玉玲賀甜甜
        軸承 2022年5期
        關(guān)鍵詞:工藝

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        (1.洛陽LYC軸承有限公司,河南 洛陽 471039; 2. 航空精密軸承國家重點實驗室,河南 洛陽 471039;3.高端軸承摩擦學技術(shù)與應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程實驗室,河南 洛陽 471023)

        圓錐滾子軸承由于良好的承載能力,廣泛應(yīng)用于汽車、機床、工業(yè)減速器等領(lǐng)域[1-3],其性能直接影響主機的可靠性、動力性及經(jīng)濟性等性能指標。某輕窄系列圓錐滾子軸承外圈具有壁薄、寬度小及剛性低的特點[4],在車加工中易產(chǎn)生夾持變形,外徑面圓度誤差、單一平面外徑變動量難以控制,故有必要分析原車加工工藝中存在的問題,并提出相應(yīng)的改進措施。

        1 原加工工藝及存在的問題

        1.1 原加工工藝

        某輕窄系列圓錐滾子軸承外圈尺寸為:外徑352.425 mm,滾道最大直徑320.4 mm,高度23.813 mm,最小壁厚13.54 mm。鍛件為2個外圈(圖1)合鍛加工,車加工時切為2個外圈。

        圖1 外圈鍛件

        外圈車加工時一般先粗車后精車,軟磨前通過粗車去除套圈兩端面、外徑面、內(nèi)表面及倒角的加工余量,軟磨后通過精車加工套圈兩端面、外徑面、內(nèi)表面及倒角。粗車和精車時均通過夾具夾持一端外徑面加工另一端表面,然后再夾持加工后的外徑面對未加工面進行加工,如圖2所示,精車后再切成2件。粗車和精車卡爪夾持寬度分別為55, 150 mm,如圖3所示。

        圖2 車加工夾持示意圖

        圖3 車加工夾具示意圖

        1.2 存在的問題

        1)薄壁軸承套圈鍛件外徑面單一平面外徑變動量較大,車加工時易發(fā)生彈性變形。若采用夾持一端面加工另一端面,鍛件單一平面外徑變動量等誤差會復(fù)映到粗車件上,無法為精車提供良好的定位基準,粗車后工件的單一平面外徑變動量等誤差又會復(fù)映到精車件上[5]。

        2)粗車和精車的夾持爪過窄,夾持面寬度不夠,外圈易產(chǎn)生彈性變形,造成外徑面圓度誤差和單一平面外徑變動量超差,徑向變形嚴重[6]。

        2 改進措施

        1)優(yōu)化工藝流程。第1次車一端外徑面時不加工到工藝尺寸,僅作為夾持基準,夾持已車外徑面加工另一端面到工藝尺寸,再夾持已車到工藝尺寸的端面加工另一端面到工藝尺寸,由于外徑面已車過一次,消除了鍛件外徑面的形狀超差,幾何形狀基本可以控制。改進后的工藝流程為車端面、外徑面(圖4a)→車端面、外徑面、滾道面、外內(nèi)徑面及倒角(圖4b)→車端面、外徑面、滾道面及倒角(圖4c)。改進后的工藝增加了2次夾持定位基準,可有效消除形狀超差。

        圖4 改進后的加工工藝

        2)增加粗車硬爪和精車軟爪寬度。硬爪夾持寬度增加到125 mm,軟爪夾持寬度增加到250 mm。減少了車加工時的形狀超差,套圈變形較小,可有效控制外徑面圓度誤差和單一平面外徑變動量。

        3)優(yōu)化軟爪的調(diào)整方法。先對刀車制墊圈的夾持位置,再車制合適的套圈作為墊圈進行支承,最后在墊圈支承下車制軟爪,并采用涂色法驗證軟爪與套圈是否均勻接觸[8],且為緊配合。改進后軟爪與外圈接觸面積增大,夾持力均勻,減小了夾持變形。

        3 實際加工效果

        采用優(yōu)化前、后工藝加工的薄壁外圈技術(shù)指標見表1,優(yōu)化后外徑面圓度誤差和單一平面外徑變動量明顯減小,滿足加工需求。

        表1 優(yōu)化前、后工藝加工的薄壁外圈技術(shù)指標

        4 結(jié)束語

        采用改進工藝加工的薄壁軸承外圈精度和質(zhì)量明顯提高,降低了廢品率,提高了生產(chǎn)效率,提升了該類薄壁軸承外圈車加工控形技術(shù)。

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