軸承退卸套的加工方法及其夾具設(shè)計(jì)

張金聰

（廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 廈門361012）

1 概述

軸承退卸套零件在機(jī)械加工過程中，影響其變形因素有很多，如材料鋼度，調(diào)質(zhì)處理效果、刀具選擇、加工方法，背吃刀量、進(jìn)給量以及切削速度的選擇等都會(huì)使零件產(chǎn)生變形。

但最主要還是由于工件其壁薄，剛性差、技術(shù)精度要求高，在加工過程中，任何的操作失誤都會(huì)造成零件出現(xiàn)變形，導(dǎo)致零件的精度降低，最終造成成品不能滿足加工的要求。

2 軸承退卸套基本尺寸和參數(shù)

如圖1所示，是型號(hào)AH2314軸承退卸套的基本尺寸和參數(shù)。零件材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)熱處理HB220-250，外圓錐面接觸要求不低于60%～85%。

圖1 型號(hào)AH2314軸承退卸套

3 軸承退卸套的加工工藝分析

由圖1可知，當(dāng)零件完成半精車加工后，壁較薄，受力差，直接夾持退卸套進(jìn)行精車加工，不僅容易變形，而且不好加工。其主要原因是定位夾緊困難，夾緊力不易控制。夾得太緊會(huì)造成零件嚴(yán)重變形;夾得不太緊，在加工過程中產(chǎn)生的切削力會(huì)使零件定位松動(dòng)，極易產(chǎn)生廢品，甚至?xí)l(fā)生零件飛出事故。誠(chéng)然其它因素：如材料剛度，調(diào)質(zhì)處理效果、刀具選擇、加工方法等都會(huì)使零件產(chǎn)生變形，但影響零件變形的主要因素是夾緊力及夾緊力的位置、方向。因此必須設(shè)計(jì)專用夾具以解決零件變形問題。

4 選擇切削速度（v）

在切削加工過程中，刀具切削刃上某選定點(diǎn)相對(duì)于待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的瞬時(shí)速度為切削速度。也可以理解為車刀在1 min內(nèi)車削工件表面的理論展開直線長(zhǎng)度（假定切屑沒有變形或收縮），衡量主運(yùn)動(dòng)大小的參數(shù)切削速度（V）的計(jì)算公式為

式中：V—切削速度，m/min；d—工件直徑（mm，一般取最大直徑）;n—車床主軸轉(zhuǎn)速，r/min。

在實(shí)際生產(chǎn)中，往往是已知工件直徑，并根據(jù)工件材料、刀具材料和加工性質(zhì)要求等因素選定切削速度，再將切削速度換算成車床主軸轉(zhuǎn)速，以便調(diào)整機(jī)床。此時(shí)可將上式改寫成以下公式

5 專用夾具設(shè)計(jì)與加工方法

5.1 專用夾具設(shè)計(jì)思路及加工原理

如圖2所示，用于制造夾具材料為HT200，此類材料鑄造性能和減震性能好，具有較高的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性，可以承受多次夾持零件加工，不易產(chǎn)生變形。該夾具特點(diǎn)只需很小的夾緊力就可以定位。以B面、C面為夾具定位基準(zhǔn)配合三爪卡盤裝入工件，夾緊三爪卡盤，就可進(jìn)行半精加工和精加工。

圖2 專用夾具

5.2 專用夾具加工方法

（1）下料 Ф140×50，材料為HT200。

（2）粗加工各部分尺寸，均留余量1～2mm，選擇切削速度（V）150m/min，進(jìn)給量（S）0.3～0.5mm/r。

（3）精加工各部分尺寸，選擇切削速度（V）250 m/min，進(jìn)給量（S）0.1 mm/r，為了保證零件同軸度、垂直度、平行度等精度要求，不可卸下調(diào)頭，須夾持零件的一端同步加工好螺紋（A面）以及B面、C面的夾具定位基準(zhǔn)，確保各部分幾何尺寸的公差要求及技術(shù)要求。

（4）銑4mm寬的缺口。

6 軸承退卸套加工工序安排

（1）下料 Ф85×75，材料45鋼。

（2）粗加工時(shí)，選擇切削速度400～600 m/min，進(jìn)給量0.3～0.5 mm/r，夾持毛坯任一端，進(jìn)行鉆孔、粗加工各部尺寸，留余量2～3 mm。

（3）調(diào)質(zhì)處理HB220-250。

（4）夾持工件任一端，選擇切削速度250m/min，車削M80×2外螺紋，保證同側(cè)端面與螺紋外徑垂直度在0.01mm內(nèi)，且外螺紋必須與圖2工裝夾具上的內(nèi)螺紋緊密配合。工件螺紋加工后旋上工裝夾具螺紋，以B面、C面為夾具定位基準(zhǔn)配合三爪卡盤，夾持工裝進(jìn)行半精加工內(nèi)圓，選擇切削速度500 m/min，進(jìn)給量0.09 mm/r。加工外圓錐面時(shí)，選擇切削速度為350m/min，外圓錐面必須與軸承內(nèi)圓錐面接觸配合要求不低于60%～85%，均留余量0.25～0.35 mm，卸下冷卻。

（5）待零件加工溫度冷卻后，重新夾持工裝夾具，進(jìn)行精加工內(nèi)圓和外圓錐面。這一道加工工序至關(guān)重要，由于各部尺寸留余量少，且壁薄，公差又小，極易變形而產(chǎn)生廢品。以防止變形，夾持力不能過大，選擇切削速度也不宜過快。先加工外圓后內(nèi)圓，在車削外圓錐面時(shí)，選擇切削速度（V）為350m/min，分為兩道精加工，第一道車削0.20～0.25 mm、第二道換一把專用精加工外圓錐刀具（圖3刀具），車削約0.05～0.10 mm。精加工內(nèi)圓，選擇切削速度（V）400m/min，進(jìn)給量（S）0.02mm/r，應(yīng)注意熱脹冷縮對(duì)尺寸地影響，車削至圖紙尺寸要求。

7 退卸套的精加工刀具選擇

精車加工外圓錐時(shí)，選擇刀具如圖3所示。采用主偏角90°車刀，前角15°，在車刀前刀面磨出2～3mm的橫刃斷屑槽，刀尖磨有R0.1～0.3的圓弧。這種刀具具有特點(diǎn)：刀具鋒利，斷屑背向已加工面，不易產(chǎn)生振動(dòng)和跳刀，圓弧刀尖能夠加工出良好的表面粗糙度。

圖3 刀具

8 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于該零件工藝上主要采用了工裝裝夾零件的加工方法，解決了加工裝夾和變形問題。因此，解決薄壁件的加工難題，需要根據(jù)不同情況加于分析，都會(huì)找到一條合適的解決辦法。