雙列圓錐滾子軸承帶凸緣外圈車加工工藝改進

魏麗芬

(瓦房店軸承股份有限公司，遼寧 瓦房店 116300)

1 改進前工藝方法

某型外圈帶凸緣的雙列圓錐滾子軸承是為重載汽車配套的大扭矩變速箱軸承，要求軸承必須具備較大的承載能力和抗沖擊能力。為了提高軸承的使用性能，將外圈與定位環聯合成一體設計為一個帶凸緣的外圈(圖1)。該外圈采用普通車床加工，工序多，搬運裝夾次數多，影響工件加工的幾何精度和尺寸精度。

圖1 雙列圓錐滾子軸承帶凸緣外圈

以3506/76DR為例，原工藝過程為：車平面、外圈內徑面、安全角→車平面、凸緣外徑面、外圓角→粗車大端外滾道→粗車小端外滾道→軟磨平面→軟磨凸緣外徑面→精車大端外滾道、內圓角→精車小端外滾道、內圓角→車外徑面、凸緣臺肩平面→車凸緣臺肩圓弧、倒角→車外環槽→鉆孔。該工藝過程共12道工序，裝夾次數多，不僅位置精度相對較低，而且反復裝夾也會使已加工表面(如外滾道)的形狀精度發生改變。因此，這種相對分散的加工方式導致軸承各加工表面的尺寸精度及幾何精度相對較低，車加工留量相應較大；搬運次數多，容易造成卡碰傷，影響磨加工質量。

2 工藝改進

2.1 機床的選擇

采用數控車床代替普通車床加工。由于數控車床具有裝夾平穩的優良性能，選擇三爪軟夾盤裝夾，消除了普通車床只能采用彈簧夾盤裝夾，套圈容易變形的缺陷。粗、精車采用兩把刀分別車削，既避免了主軸及刀架剛性不足影響加工精度，也可以減少刀具的磨損和換刀時間。將2臺數控車床連線，采用機械手上、下料，只需裝夾2次即可實現全工序車削加工。

2.2 刀具的選擇

采用機夾刀代替焊接刀以減少換刀和磨刀時間。刀具磨損后，通過更換刀片，調整坐標參數，即可完成換刀操作。合理選擇機夾刀的幾何參數是決定數控車床切削質量的關鍵,其主要體現在對車刀角度和刀片形狀的選擇上。必須根據工件材料、車刀材料、切削用量，以及工件、車刀、夾具和車床的剛性等各方面因素全面分析，找出切削過程中的主要矛盾，合理選擇車刀的角度和刀片形狀，這對切削是否順利，刀具是否耐用，加工出的工件表面是否光潔等都有很大影響，同時對車削工藝的順利實施起著決定性作用。通過綜合考量，對各工序的刀具做出了優化選擇，刀具型號見表1。

表1 各工序刀具型號

2.3 工藝過程

改進后工藝過程為：車平面、凸緣外徑面、外圓角，粗車大端外滾道、精車大端外滾道、內圓角，車外圈內徑→車平面，粗車外徑面，車外環槽，粗車小端外滾道，精車外滾道、內圓角，精車外徑面→鉆孔。改進后共3道工序，裝夾次數大大降低，所有車加工工序不需搬運，只在鉆孔工序搬運一次。以3506/76DR外滾道工序為例，普通車床和數控車床加工的尺寸精度和幾何精度對比見表2。

表2 改進工藝前、后加工精度對比 mm

通過上述對比可以看出，數控車床的尺寸精度和幾何精度明顯高于普通車床加工精度。同時還將外徑留量從0.40 mm壓縮到0.30 mm，外滾道留量從0.50 mm壓縮到0.40 mm，從而為提高磨加工精度和生產效率創造了條件。

3 結束語

改進后的工藝簡化了工藝流程，實現了工序集中加工，新工藝不僅達到了車工成形的要求，提高了車工套圈的幾何精度和尺寸穩定性，還減少了大量更換和搬運工件的時間，生產效率大大提高。用數控車床代替普通車床加工形狀復雜的軸承套圈是軸承行業發展的必然趨勢。