圓錐滾子軸承內圈加工方法的改進

鐘慧敏，姚永才，沈丹丹

（1. 哈爾濱軸承集團公司 技工學校 ，黑龍江 哈爾濱150036；2.哈爾濱軸承集團公司 電機軸承分廠，黑龍江 哈爾濱150036；3. 哈爾濱電力職業技術學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

圓錐滾子軸承內圈加工方法的改進

鐘慧敏1，姚永才2，沈丹丹3

（1. 哈爾濱軸承集團公司 技工學校 ，黑龍江 哈爾濱150036；2.哈爾濱軸承集團公司 電機軸承分廠，黑龍江 哈爾濱150036；3. 哈爾濱電力職業技術學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

原有圓錐滾子軸承內圈鍛件形狀為塔形，與成品相差較大，只得采用多刀半自動專業車床加工，加工工序多，效率低，精度差。針對上述問題，將鍛件形狀改成與成品相似的形狀，采用數控車床兩次裝卡就可以完成其所有表面的車削加工，簡化了裝夾定位方式，提高了產品質量和效率。

圓錐滾子軸承；內圈；塔形鍛件 ；專業車床車削 ；數控車床車削

1 前言

近年來數控機床快速發展，在軸承領域中已被廣泛應用。早期受鍛造質量影響，要用數控機床完全取代專業車床遇到了困難。但隨著鍛造中碾擴與整徑相結合、高速熱鍛技術廣泛應用于軸承加工后，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。本文針對圓錐滾子軸承內圈加工中存在的問題，采取了相應的解決辦法，提高了加工質量和生產效率。

2 加工中存在的問題

內徑50～100mm的圓錐滾子軸承內圈，原來的鍛件為塔形，如圖 1 所示。由于其產品結構較為特殊，如圖 2 所示，滾道加工比較困難，原來普遍采用多刀半自動專業車床進行粗仿和細仿車削，加工工序多，工件要經過多臺機床和多次裝夾，使用多種刀具，造成加工效率低、工人勞動強度大等問題。

圖1 圓錐滾子軸承內圈塔原形鍛件形狀

圖2 改進后的圓錐滾子軸承內圈鍛件形狀

3 原有車削方法分析

改進前鍛件形狀如圖 1 所示。由于圓錐滾子軸承內圈寬度較寬，鍛件碾擴時間長，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過二次車削，才能達到尺寸要求。具體工藝過程如下：（1）車基面、內徑；（2）車非基面,粗仿車大、小內外徑和內滾道；（3）細仿車內滾道；（5）車倒角；（6）車油溝。

第（2）道工序的加工簡圖如圖3所示。車刀按照仿形板形狀進行加工。在切削過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）道工序的加工簡圖如圖3所示。在完成內滾道粗車加工后，由于鍛件被鍛造為塔形，內滾道處留量特大，需要經過二次仿車，才能達到內滾道細車尺寸。很多時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、仿形板磨損等因素，會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、對刀也影響到加工質量及效率。

圖3 改進前仿車內圈大、小擋邊、內滾道示意圖

4 車削方法的改進

針對上述方法存在的不足，對鍛件形狀進行了改進，如圖 2 所示，其形狀與工件成品形狀基本相似，并且內孔經過整形加工，使精度大大提高。如圖 4 所示，在數控機床上用普通三爪夾盤夾住小擋邊外徑一側（如果工件的壁厚較薄，采用多點的調心夾爪），第一次裝夾就將鍛件一側的平面、大擋邊徑、倒角、內孔等部位加工到合格尺寸；第二次裝夾如圖 6 所示，夾內孔或外圓（夾外圓圖略）將另一側平面、滾道、小擋邊外徑、倒角等部位加工到合格尺寸。因為數控車床有多個自動轉位刀架，可以安裝相應的不刃磨車刀進行多刀車削，因此，采用數控車床一次裝夾可完成多個表面的車削加工。數控車床數控裝置接收加工程序送來的相關數據，調配處理后發出命令，伺服系統會準確執行命令，通過驅動電路和車床進給機構完成數控裝置所要求的位移，精確地完成進給程序。一次裝夾一個定位基準加工多個表面，減少了裝夾、工件移動時間和定位誤差，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，不但降低了勞動強度和對操作者的技術要求，也使得加工質量更加穩定。

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，使操作者更換和調整夾具較為簡單、方便，減少了更換和調整時間，提高了生產效率。

圖4 改進后內圈車加工示意圖（1）

圖5 改進后內圈車加工示意圖（2）

5 結束語

通過圓錐滾子軸承內圈鍛件加工方法的改進，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，改進了車加工方法，解決了原有多刀半自動車床加工軸承內圈時工序多、調整工時多、需要加工設備多使得工件的流轉空間大、占用廠房面積較大等問題，降低了工人的勞動強度，避免了修磨刀具，提高了產品質量和材料利用率。對于內徑100mm左右的產品，改進前內徑橢圓度在0.1～0.15mm、內徑尺寸散差±0.15mm以內；采用數控車床加工內圈簡化了加工流程，使產品加工質量更穩定，內徑橢圓度可控制在0.04～0.08mm、內徑尺寸散差控制在±0.07mm以內，當今有諸多企業在采用此方法。并1人操作2臺機床，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.