圓錐滾子軸承內(nèi)圈加工方法的改進(jìn)

鐘慧敏，姚永才，沈丹丹

（1. 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 技工學(xué)校 ，黑龍江 哈爾濱150036；2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 電機(jī)軸承分廠，黑龍江 哈爾濱150036；3. 哈爾濱電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

圓錐滾子軸承內(nèi)圈加工方法的改進(jìn)

鐘慧敏1，姚永才2，沈丹丹3

（1. 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 技工學(xué)校 ，黑龍江 哈爾濱150036；2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 電機(jī)軸承分廠，黑龍江 哈爾濱150036；3. 哈爾濱電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

原有圓錐滾子軸承內(nèi)圈鍛件形狀為塔形，與成品相差較大，只得采用多刀半自動(dòng)專業(yè)車床加工，加工工序多，效率低，精度差。針對(duì)上述問(wèn)題，將鍛件形狀改成與成品相似的形狀，采用數(shù)控車床兩次裝卡就可以完成其所有表面的車削加工，簡(jiǎn)化了裝夾定位方式，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和效率。

圓錐滾子軸承；內(nèi)圈；塔形鍛件 ；專業(yè)車床車削 ；數(shù)控車床車削

1 前言

近年來(lái)數(shù)控機(jī)床快速發(fā)展，在軸承領(lǐng)域中已被廣泛應(yīng)用。早期受鍛造質(zhì)量影響，要用數(shù)控機(jī)床完全取代專業(yè)車床遇到了困難。但隨著鍛造中碾擴(kuò)與整徑相結(jié)合、高速熱鍛技術(shù)廣泛應(yīng)用于軸承加工后，不但使得鍛件留量有了較大改善，而且鍛件幾何精度也有了較大提高。本文針對(duì)圓錐滾子軸承內(nèi)圈加工中存在的問(wèn)題，采取了相應(yīng)的解決辦法，提高了加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

2 加工中存在的問(wèn)題

內(nèi)徑50～100mm的圓錐滾子軸承內(nèi)圈，原來(lái)的鍛件為塔形，如圖 1 所示。由于其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為特殊，如圖 2 所示，滾道加工比較困難，原來(lái)普遍采用多刀半自動(dòng)專業(yè)車床進(jìn)行粗仿和細(xì)仿車削，加工工序多，工件要經(jīng)過(guò)多臺(tái)機(jī)床和多次裝夾，使用多種刀具，造成加工效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。

圖1 圓錐滾子軸承內(nèi)圈塔原形鍛件形狀

圖2 改進(jìn)后的圓錐滾子軸承內(nèi)圈鍛件形狀

3 原有車削方法分析

改進(jìn)前鍛件形狀如圖 1 所示。由于圓錐滾子軸承內(nèi)圈寬度較寬，鍛件碾擴(kuò)時(shí)間長(zhǎng)，在端面處容易存在缺陷及圓角，因此，在寬度方向要留有足夠的留量才能將缺陷及圓角車削掉。通常情況下寬度要經(jīng)過(guò)二次車削，才能達(dá)到尺寸要求。具體工藝過(guò)程如下：（1）車基面、內(nèi)徑；（2）車非基面,粗仿車大、小內(nèi)外徑和內(nèi)滾道；（3）細(xì)仿車內(nèi)滾道；（5）車倒角；（6）車油溝。

第（2）道工序的加工簡(jiǎn)圖如圖3所示。車刀按照仿形板形狀進(jìn)行加工。在切削過(guò)程中必須有足夠的夾緊力將工件夾緊，因此使用夾緊力較大的彈簧夾具。第（4）道工序的加工簡(jiǎn)圖如圖3所示。在完成內(nèi)滾道粗車加工后，由于鍛件被鍛造為塔形，內(nèi)滾道處留量特大，需要經(jīng)過(guò)二次仿車，才能達(dá)到內(nèi)滾道細(xì)車尺寸。很多時(shí)候由于仿形板的形狀和仿形車刀的刀尖圓角大小匹配不當(dāng)、仿形板磨損等因素，會(huì)使外滾道的形狀不好。刀具磨損后由操作者自行刃磨刀具和更換刀具，頻繁的換刀、對(duì)刀也影響到加工質(zhì)量及效率。

圖3 改進(jìn)前仿車內(nèi)圈大、小擋邊、內(nèi)滾道示意圖

4 車削方法的改進(jìn)

針對(duì)上述方法存在的不足，對(duì)鍛件形狀進(jìn)行了改進(jìn)，如圖 2 所示，其形狀與工件成品形狀基本相似，并且內(nèi)孔經(jīng)過(guò)整形加工，使精度大大提高。如圖 4 所示，在數(shù)控機(jī)床上用普通三爪夾盤夾住小擋邊外徑一側(cè)（如果工件的壁厚較薄，采用多點(diǎn)的調(diào)心夾爪），第一次裝夾就將鍛件一側(cè)的平面、大擋邊徑、倒角、內(nèi)孔等部位加工到合格尺寸；第二次裝夾如圖 6 所示，夾內(nèi)孔或外圓（夾外圓圖略）將另一側(cè)平面、滾道、小擋邊外徑、倒角等部位加工到合格尺寸。因?yàn)閿?shù)控車床有多個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，可以安裝相應(yīng)的不刃磨車刀進(jìn)行多刀車削，因此，采用數(shù)控車床一次裝夾可完成多個(gè)表面的車削加工。數(shù)控車床數(shù)控裝置接收加工程序送來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù)，調(diào)配處理后發(fā)出命令，伺服系統(tǒng)會(huì)準(zhǔn)確執(zhí)行命令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路和車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)完成數(shù)控裝置所要求的位移，精確地完成進(jìn)給程序。一次裝夾一個(gè)定位基準(zhǔn)加工多個(gè)表面，減少了裝夾、工件移動(dòng)時(shí)間和定位誤差，提高了加工面相互位置精度。

采用不刃磨刀具取消了刀具的修磨，并且刀具采用涂層技術(shù)使切削速度從120m/min提高到200m/min.，提高了加工效率和刀具壽命。刀具磨損后只需更換合金車刀，不但降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和對(duì)操作者的技術(shù)要求，也使得加工質(zhì)量更加穩(wěn)定。

從圖 4 和圖 5 看出，這兩次裝夾使用的夾具是普通三爪夾盤，使操作者更換和調(diào)整夾具較為簡(jiǎn)單、方便，減少了更換和調(diào)整時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

圖4 改進(jìn)后內(nèi)圈車加工示意圖（1）

圖5 改進(jìn)后內(nèi)圈車加工示意圖（2）

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)圓錐滾子軸承內(nèi)圈鍛件加工方法的改進(jìn)，使得鍛件從塔形工件變成接近圓錐成品形狀的工件，減少了車加工余量，改進(jìn)了車加工方法，解決了原有多刀半自動(dòng)車床加工軸承內(nèi)圈時(shí)工序多、調(diào)整工時(shí)多、需要加工設(shè)備多使得工件的流轉(zhuǎn)空間大、占用廠房面積較大等問(wèn)題，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了修磨刀具，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和材料利用率。對(duì)于內(nèi)徑100mm左右的產(chǎn)品，改進(jìn)前內(nèi)徑橢圓度在0.1～0.15mm、內(nèi)徑尺寸散差±0.15mm以內(nèi)；采用數(shù)控車床加工內(nèi)圈簡(jiǎn)化了加工流程，使產(chǎn)品加工質(zhì)量更穩(wěn)定，內(nèi)徑橢圓度可控制在0.04～0.08mm、內(nèi)徑尺寸散差控制在±0.07mm以內(nèi)，當(dāng)今有諸多企業(yè)在采用此方法。并1人操作2臺(tái)機(jī)床，大大提高了加工效率。

（編輯：王立新）

Improvement of inner ring machining method of tapered roller bearing

Zhong Huimin1, Yao Yongcai2, Shen Dandan3
(1.Technical School,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China; 2. Electric Motor Bearing Sub-factory, Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036, China; 3. Harbin Electric Power Vocational Technology College, Harbin 150030, China )

The original tapered roller bearing inner ring forginngs are in tower shape, which are quite differet from the end products. The special semiautomatic multi cutter lathe has to be used and results in complicated manufacturing procedures, low processing eff i ciency and poor accuracy.In view of the above problems, the shape of the forgings can be changed similar to that of the fi nished product, and all the surface turning operations can be accomplished by using the two times positioning of the numerical control lathe,with Simplifying the clamping and positioning way. Both product quality and eff i ciency were improved. Key words: tapered roller bearing; inner ring; tower shape forging; special lathe turning; NC lathe turning

TH133.33+2

B

1672-4852（2017）01-0039-02

2016-12-15.

鐘慧敏（1969 -），女，講師.