圓柱滾子軸承銅保持架兜孔銑削加工夾具的改進

劉國倉，謝維兵，龔繼來

（浙江天馬軸承集團有限公司，杭州 310015）

圓柱滾子軸承用黃銅保持架一般為組合式結(jié)構(gòu)，由保持架座和保持架蓋組成，保持架座兜孔多采用銑削加工方法，加工效率較高，但目前銑削兜孔存在的問題是：傳統(tǒng)夾具精度低，很難滿足高精度軸承保持架的加工要求。

使用傳統(tǒng)夾具[1]銑削圓柱滾子軸承銅保持架兜孔時，保持架依靠銑床上一個小圓柱體定位，為了方便裝卸，保持架內(nèi)徑與小圓柱體外徑之間有比較大的間隙，很難保證保持架與銑床主軸的同軸度。因此，銑削出的兜孔實際旋轉(zhuǎn)中心徑與理論中心徑偏差較大（即兜孔同軸度誤差較大），保持架兜孔等分散差較大，導(dǎo)致軸承在運轉(zhuǎn)過程中噪聲比較大，必須對夾具進行優(yōu)化改進。

1 夾具的改進

改進后的圓柱滾子軸承銅保持架兜孔銑削夾具如圖1所示，包括過渡盤（圖2）、彈簧夾頭（圖3）、中拉桿（圖4）、防保持架臺肩扭曲裝置（圖5）、壓蓋和前拉桿。

圖1 改進后夾具總裝圖Fig.1 Assembly diagram of improved fixture

圖2 過渡盤Fig.2 Transitional disk

圖3 彈簧夾頭Fig.3 Collet chuck

圖4 中拉桿Fig.4 Middle lever

圖5 防保持架臺肩扭曲裝置Fig.5 Device for preventing distortion of cage shoulders

改進后的夾具工作原理為：中拉桿連接到機床活塞桿上，中拉桿左右移動，其錐面使彈簧夾頭脹大、縮小，實現(xiàn)銅保持架的夾緊、松開；同時中拉桿帶動前拉桿、壓蓋和防保持架臺肩扭曲裝置左右移動，實現(xiàn)保持架臺肩的緊固和松開。

具體安裝及使用方法為：先將過渡盤上的凹槽與銑床主軸端的凸臺相配合，通過3個沉孔用螺栓將過渡盤固定到銑床主軸上；再將彈簧夾頭大端上的凹臺與過渡盤上的凸臺相配合，通過彈簧夾頭大端面上的3個沉孔用螺栓將其固定到過渡盤上；連接中拉桿與銑床活塞桿；然后放置保持架，將防保持架臺肩扭曲裝置安裝到保持架的臺肩上，安裝壓蓋；最后將前拉桿連接到中拉桿上，夾具安裝完成，調(diào)試無誤后，銑削保持架兜孔。加工時，踩下活塞汽缸踏板，使活塞桿帶動中拉桿，中拉桿的錐面使彈簧夾頭六瓣的夾持面脹大，中拉桿驅(qū)動前拉桿向機床內(nèi)部移動；使壓蓋壓緊防保持架臺肩扭曲裝置的端面，保持架被夾緊后開始銑削兜孔。

2 注意事項

1）彈簧夾頭（圖3）中夾具夾持面的寬度L要比保持架座底厚度（保持架座總高度-鉚頭高度-兜孔深度）小0.2 mm左右，如果L值等于或大于保持架座底厚度，銑刀銑削兜孔時與夾具干涉；L值取太小，夾具的夾持面變小，銑削兜孔時保持架容易打滑。

2）彈簧夾頭（圖3）和中拉桿（圖4）錐面夾角γ的一般取值范圍為10°～20°，綜合考慮機床的拉伸長度、拉桿拉力、裝夾效率等，本夾具γ取為12°。加工彈簧夾頭和中拉桿錐面時，兩錐度面最好配磨，要求配合面積達到80%以上，以保證夾具受力均勻，延長使用壽命。

3）本夾具為保持架兜孔銑削專用夾具，是具有一定調(diào)整范圍的外脹式彈簧夾具，適用于保持架的批量生產(chǎn)，該夾具對保持架的夾緊力取決于液壓缸通過拉桿的拉力。加工不同型號的保持架應(yīng)進行夾緊力的計算[2]，否則，夾緊力太大，會造成保持架變形，使保持架中心徑、兜孔尺寸發(fā)生變化，影響軸承裝配后的運轉(zhuǎn)質(zhì)量；夾緊力太小，銑削兜孔時保持架容易打滑，會造成兜孔的尺寸不穩(wěn)定，兜孔內(nèi)有振紋，嚴重時會造成銑刀崩刃或保持架損壞[3]。對于保持架銑削加工來說，銑削力的計算主要考慮主銑削力[4]。

3 改進效果

對新設(shè)計的圓柱滾子軸承銅保持架兜孔銑削夾具進行實踐驗證，夾具改進前、后保持架兜孔銑削后的參數(shù)對比見表1。使用改進后夾具加工的保持架兜孔實際旋轉(zhuǎn)中心徑與理論中心徑偏差小、保持架梁寬變動量小、兜孔等分精度更高等；而且夾具結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、加工簡單、裝夾時間短，具有較好的推廣應(yīng)用價值。

表1 夾具改進前、后銑削保持架的參數(shù)對比Tab.1 Comparison of parameters for milling of cage by fixtures before and after improvement mm