軸承退卸套的加工方法及其夾具設計

張金聰

（廈門海洋職業技術學院，福建 廈門361012）

1 概述

軸承退卸套零件在機械加工過程中，影響其變形因素有很多，如材料鋼度，調質處理效果、刀具選擇、加工方法，背吃刀量、進給量以及切削速度的選擇等都會使零件產生變形。

但最主要還是由于工件其壁薄，剛性差、技術精度要求高，在加工過程中，任何的操作失誤都會造成零件出現變形，導致零件的精度降低，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

如圖1所示，是型號AH2314軸承退卸套的基本尺寸和參數。零件材料為45號鋼，調質熱處理HB220-250，外圓錐面接觸要求不低于60%～85%。

圖1 型號AH2314軸承退卸套

3 軸承退卸套的加工工藝分析

由圖1可知，當零件完成半精車加工后，壁較薄，受力差，直接夾持退卸套進行精車加工，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。夾得太緊會造成零件嚴重變形;夾得不太緊，在加工過程中產生的切削力會使零件定位松動，極易產生廢品，甚至會發生零件飛出事故。誠然其它因素：如材料剛度，調質處理效果、刀具選擇、加工方法等都會使零件產生變形，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。因此必須設計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相對于待加工表面在主運動方向上的瞬時速度為切削速度。也可以理解為車刀在1 min內車削工件表面的理論展開直線長度（假定切屑沒有變形或收縮），衡量主運動大小的參數切削速度（V）的計算公式為

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

在實際生產中，往往是已知工件直徑，并根據工件材料、刀具材料和加工性質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速，以便調整機床。此時可將上式改寫成以下公式

5 專用夾具設計與加工方法

5.1 專用夾具設計思路及加工原理

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，具有較高的抗拉強度、塑性和韌性，可以承受多次夾持零件加工，不易產生變形。該夾具特點只需很小的夾緊力就可以定位。以B面、C面為夾具定位基準配合三爪卡盤裝入工件，夾緊三爪卡盤，就可進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，確保各部分幾何尺寸的公差要求及技術要求。

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

（3）調質處理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，保證同側端面與螺紋外徑垂直度在0.01mm內，且外螺紋必須與圖2工裝夾具上的內螺紋緊密配合。工件螺紋加工后旋上工裝夾具螺紋，以B面、C面為夾具定位基準配合三爪卡盤，夾持工裝進行半精加工內圓，選擇切削速度500 m/min，進給量0.09 mm/r。加工外圓錐面時，選擇切削速度為350m/min，外圓錐面必須與軸承內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，進行精加工內圓和外圓錐面。這一道加工工序至關重要，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。先加工外圓后內圓，在車削外圓錐面時，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。精加工內圓，選擇切削速度（V）400m/min，進給量（S）0.02mm/r，應注意熱脹冷縮對尺寸地影響，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，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：刀具鋒利，斷屑背向已加工面，不易產生振動和跳刀，圓弧刀尖能夠加工出良好的表面粗糙度。

圖3 刀具

8 結 語

綜上所述，對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，需要根據不同情況加于分析，都會找到一條合適的解決辦法。