圓柱滾子軸承保持架兜孔拉削工裝優(yōu)化設(shè)計(jì)

李迎麗，徐雷，杜杰

（1.中國(guó)航發(fā)哈爾濱軸承有限公司，哈爾濱 150036；2.中國(guó)人民解放軍駐哈爾濱軸承集團(tuán)公司軍事代表室，哈爾濱 150036）

航空軸承領(lǐng)域持續(xù)并迫切開展的工作是順應(yīng)航空軸承性能和壽命不斷提高的要求，優(yōu)化保持架制造技術(shù)，不斷提升保持架精度。兜孔的位置精度及精度一致性直接影響保持架的使用性能[1]。圓柱滾子軸承保持架通常采用臥式拉床進(jìn)行加工，加工過(guò)程中多次拆裝會(huì)產(chǎn)生累積定位誤差[2]，從而影響兜孔位置精度及精度一致性。減少裝夾次數(shù)對(duì)提高圓柱滾子軸承保持架兜孔位置精度及精度一致性，改善保持架表面質(zhì)量，具有非常重要的意義[3]。

為此，優(yōu)化設(shè)計(jì)保持架的兜孔拉削工裝結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成單件保持架全部兜孔的拉削加工。

1 原加工技術(shù)分析

兜孔加工是圓柱滾子軸承保持架制造的核心技術(shù)[4]，兜孔軸向、周向位置精度是評(píng)價(jià)保持架制造質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，直接影響軸承的使用性能和壽命。

1.1 加工技術(shù)現(xiàn)狀

圓柱滾子軸承保持架加工方法：通過(guò)鉆、銑削形成預(yù)制孔，預(yù)制孔再經(jīng)過(guò)拉削后形成保持架兜孔[5]，拉方孔工裝如圖1所示。待拉削的保持架以內(nèi)徑面、基面與工件座配合，將蓋板壓在保持架非基面上，即完成保持架的安裝。

圖1 拉方孔過(guò)程簡(jiǎn)圖Fig.1 Diagram of broaching process for square hole

拉削保持架兜孔時(shí)，將拉刀插入一對(duì)預(yù)制孔中，把拉刀卡子插入拉刀卡口及拉頭中，轉(zhuǎn)動(dòng)扳手帶動(dòng)旋緊螺桿將保持架預(yù)緊。啟動(dòng)拉床后，隨著拉刀自動(dòng)找正，迅速轉(zhuǎn)動(dòng)扳手帶動(dòng)旋緊螺桿壓緊蓋板，拉刀通過(guò)保持架后即完成一對(duì)兜孔拉削加工。取下拉刀，反向轉(zhuǎn)動(dòng)扳手松開旋緊螺桿，移開蓋板，轉(zhuǎn)動(dòng)保持架，保證下一對(duì)待拉削兜孔對(duì)準(zhǔn)機(jī)床主軸方向。重復(fù)多次上述過(guò)程，完成全部兜孔的拉削加工。

1.2 存在問(wèn)題

多次裝、拆保持架，難以避免拉削加工產(chǎn)生的金屬切屑塞入到保持架底部，對(duì)保持架拉削精度及表面質(zhì)量產(chǎn)生影響：

1）保持架底部被墊起，拉削兜孔時(shí)保持架定位精度受到影響，導(dǎo)致兜孔位置精度不穩(wěn)定。

2）保持架端面被切屑硌傷，不能滿足產(chǎn)品要求。

2 優(yōu)化后加工技術(shù)

2.1 加工技術(shù)

為克服現(xiàn)有拉削工藝對(duì)保持架兜孔加工精度及保持架端面質(zhì)量的影響，優(yōu)化拉方孔工裝結(jié)構(gòu)，完善兜孔拉削加工方法。

保持架拉方孔工裝優(yōu)化后結(jié)構(gòu)如圖2所示。將待拉削的保持架內(nèi)徑面與定位座內(nèi)止口配合，將定位銷插入保持架的任意一個(gè)預(yù)制孔，一對(duì)待拉削的預(yù)制孔便處于與拉床主軸共線的位置，將拉刀插入這對(duì)預(yù)制孔并通過(guò)卡子與拉頭良好連接。蓋板壓在保持架上端面，轉(zhuǎn)動(dòng)旋緊桿使壓桿壓緊壓塊，通過(guò)軸承壓緊蓋板，啟動(dòng)拉床完成一對(duì)兜孔的拉削加工。拔出定位銷并轉(zhuǎn)動(dòng)定位座，將定位銷插入下個(gè)相鄰的預(yù)制孔，完成第2對(duì)孔的拉削加工，如此循環(huán)完成保持架全部兜孔加工。

圖2 保持架拉方孔工裝優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)Fig.2 Optimal design structure of broaching device for square hole of cage

2.2 優(yōu)點(diǎn)

1）采用定位銷結(jié)構(gòu)定位，保證保持架兜孔軸向、周向位置精度及其穩(wěn)定性。

2）拉削過(guò)程中切屑無(wú)法塞入保持架底部，避免保持架端面被切屑硌傷，保證了產(chǎn)品外觀質(zhì)量。

3）將多次拆裝轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮窝b夾加工，提高了加工效率。

3 試驗(yàn)驗(yàn)證

分別采用2種加工方法拉削XX型保持架，兜孔位置精度參數(shù)（圖3），兜孔底面對(duì)基面平行度f(wàn)、兜孔軸向／周向位置度（b／e）、兜孔橫梁對(duì)基面垂直差h與國(guó)外同類保持架兜孔位置精度測(cè)量值對(duì)比見表1。

圖3 保持架兜孔位置精度圖Fig.3 Positional precision diagram of cage pocket

表1 XX型保持架與國(guó)外同類保持架兜孔位置精度對(duì)比Tab.1 Comparison of positional precision for pocket of XX type cage and foreign similar cage mm

4 結(jié)束語(yǔ)

優(yōu)化設(shè)計(jì)保持架拉方孔工裝后，減小了保持架兜孔拉削過(guò)程產(chǎn)生的安裝及定位誤差，將圓柱滾子軸承保持架兜孔位置精度（表1）關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)整體提升了30%～40%，接近甚至達(dá)到國(guó)外同類保持架的水平，同時(shí)改善了兜孔端面表面質(zhì)量，對(duì)提高軸承性能及可靠性具有重要意義。