薄壁輕小型整體軸承套圈的加工

鄒友民(衡陽(yáng)紡織機(jī)械有限公司，湖南 衡陽(yáng) 421007)

薄壁輕小型整體軸承套圈的加工

鄒友民
(衡陽(yáng)紡織機(jī)械有限公司，湖南 衡陽(yáng) 421007)

為了確保薄壁輕小型整體軸承套圈的加工精度和質(zhì)量，解決加工時(shí)的零件彈跳問(wèn)題，介紹HJ1723型薄壁輕小型整體軸承套圈的尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析其加工難點(diǎn)，結(jié)合設(shè)備合理加工工藝，并設(shè)計(jì)新型工裝夾具。指出，通過(guò)合理加工工藝和新工裝夾具的使用，能滿足該套圈的批量生產(chǎn)要求；新型工裝夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，生產(chǎn)成本低，為生產(chǎn)該類套圈提供了新的思路。

薄壁輕小型軸承；套圈；加工工藝；精度；彈跳；U型卡板；夾具

1 薄壁輕小型整體軸承套圈的結(jié)構(gòu)

衡陽(yáng)紡機(jī)是特種軸承研發(fā)、生產(chǎn)的大型企業(yè)，其在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)最難加工的是薄壁輕小型整體軸承的套圈。下文以HJ1723型薄壁輕小型整體軸承的套圈為例進(jìn)行分析，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖1所示。

該軸承套圈的壁厚僅為1.5 mm,內(nèi)孔直徑為9 mm，套圈高度為4.6 mm，質(zhì)量非常輕，毛坯為車加工件；加工的難點(diǎn)在于套圈尺寸小、壁薄、質(zhì)量輕，且對(duì)內(nèi)孔、端面及外圓加工精度要求非常高。

圖1 HJ1723型整體軸承套圈的尺寸和結(jié)構(gòu)

2 加工工藝分析

HJ1723型整體軸承套圈的加工工藝[1]分析：

a) 由于套圈毛坯是車加工件，加工余量多，精度不高，但套圈成品的精度要求卻很高，所以其外圓、端面及內(nèi)孔都需進(jìn)行精磨加工。

b) 由于套圈需求的數(shù)量不多，為節(jié)約生產(chǎn)成本，不宜制作大型料盤進(jìn)行雙端面磨削[2]。因此，兩端面的磨削加工應(yīng)考慮成本較低的平面磨削。

c) 由于該套圈為薄壁零件，其毛坯剛性差，故可選擇的夾持位置較少。工序安排、裝夾方式和夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮如何避免夾持引起的套圈變形問(wèn)題。

d) 該套圈質(zhì)量輕且非常小，用無(wú)心磨床磨削外圓時(shí)[3]，零件彈跳嚴(yán)重，常常會(huì)飛出，造成零件丟失、變形、精度差，砂輪、托片損壞等問(wèn)題。且套圈外圓是零件內(nèi)孔及端面加工的基準(zhǔn)，故需保證套圈外圓加工質(zhì)量。

e) 套圈內(nèi)孔的磨削采用無(wú)錫某廠制造的MZ204型內(nèi)圓磨床，以及電磁無(wú)心夾具，由于磨削內(nèi)孔對(duì)套圈外圓及端面的精度質(zhì)量要求非常高，所以內(nèi)孔的磨削加工必須放在最后。

3 加工工藝流程

HJ1723型整體軸承套圈的加工工藝：粗磨外圓→磨削兩端面→精磨外圓→磨削內(nèi)孔。具體步驟如下：

a) 使用M1050型無(wú)心磨床粗磨套圈外圓。

b) 使用平面磨床磨套圈兩端面。磨削時(shí)，先將套圈均勻整齊地排列到磨床的工作臺(tái)面上，每行之間用方鐵條隔開(kāi)，四周也用方鐵條圍好，如圖2所示。通電上磁后，先用木棒敲套圈平齊后，對(duì)一個(gè)端面進(jìn)行磨削；磨好該端面后，再用同樣的方法磨削另一端面。

1—方鐵條；2—套圈端面。圖2 平磨套圈兩端面排列

c) 使用MGT1050型高精度無(wú)心磨床精磨外圓，確保外圓尺寸及加工精度；最重要的是通過(guò)反復(fù)修磨外圓，修正套圈端面相對(duì)外圓的垂直偏差。

d) 以套圈外圓及端面為基準(zhǔn)，使用MZ204型磨床磨削套圈內(nèi)孔。

4 工裝夾具設(shè)計(jì)

通過(guò)幾次試制發(fā)現(xiàn)，要確保套圈的加工質(zhì)量及其精度，最重要的是確保MGT1050型高精度無(wú)心磨床反復(fù)精磨套圈外圓的質(zhì)量。但由于套圈壁薄、質(zhì)量輕且非常小的特點(diǎn)，使用無(wú)心磨床磨削時(shí)，不斷出現(xiàn)問(wèn)題。通過(guò)多次分析研究，設(shè)計(jì)出一套滿足加工要求的工裝[4]，如圖3所示。

1—心軸；2—套圈；3—橡膠墊；4—U型卡板；5—螺母。圖3 新型工裝夾具

該工裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由心軸、橡膠墊、U型卡板[5]及螺母組成。心軸的內(nèi)徑比套圈毛坯內(nèi)孔的直徑小0.1 mm,首先將套圈裝進(jìn)心軸，再依次裝上橡膠墊和U型卡板，擰緊螺母，最后將工裝在平板上來(lái)回滾動(dòng)幾次，使套圈端面充分接觸，外圓基本一致后，就可用MGT1050型高精度無(wú)心磨床磨削外圓。磨削完畢后，松開(kāi)螺母，將U型卡板和橡膠墊取出后，依次取出全部套圈，繼續(xù)更換新的套圈即可。

該工裝每次可裝夾套圈15個(gè)，且產(chǎn)品質(zhì)量和精度都得到很大提高；磨削過(guò)程穩(wěn)定性好，無(wú)彈跳問(wèn)題；新型工裝以端面夾緊，避免裝夾變形，套圈兩端面經(jīng)過(guò)平磨磨削后，兩端面的平行度得到保證；且在重力的作用下，每次磨削都能改善套圈外圓對(duì)端面的跳動(dòng)。一般經(jīng)過(guò)4次通磨，就能解決套圈外圓對(duì)端面的跳動(dòng)問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)薄壁輕小型軸承套圈加工工藝優(yōu)化和新型工裝夾具的設(shè)計(jì)與使用，能保證其加工精度要求，使后續(xù)批量生產(chǎn)順利完成，說(shuō)明此工藝流程和工裝夾具設(shè)計(jì)是合理的。該工裝夾具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，還為其它類似的薄壁輕小型軸承套圈的加工提供了新的思路。

[1] 姚穆.紡織材料學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，1997.

[2] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].4版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[3] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì) 第一機(jī)械工業(yè)部.機(jī)修手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1975.

[4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[5] JB/T 8004.1—1999，機(jī)床夾具零件及部件[S].

Processing of the Thin-walled Light and Small Integral Bearing Rings

ZOU Youmin
(Hengyang Textile Machinery Co.,Ltd.,Hengyang 421007,China)

To ensure the machining precision and machining quality of the thin-walled light and small integral bearing rings against the parts bouncing problems,introduction is made to the size and structure of the thin-walled light and small integral bearing rings HJ1723.Analysis is done of its processing difficulties,considering the reasonable processing technology,a new fixture is developed.It is pointed out that through wise use of the reasonable processing technology and the new fixture,mass production of the bearing rings can be ensured.The new fixture is of simple structure,easy to use,low cost in production,providing a new idea for production of the bearing rings.

thin-walled light and small integral bearing;rings;processing technology;precision;bounce;U clipping board；fixture

2016-08-04

鄒友民(1979—)，男，湖南衡陽(yáng)人，工程師，主要負(fù)責(zé)公司現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)服務(wù)。

TS103.81

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1001-9634(2017)02-0027-02