內(nèi)圈雙擋邊圓柱滾子軸承斜油孔加工工藝改進

薛雪，溫麗超，張翔

(中國航發(fā)哈爾濱軸承有限責任公司，哈爾濱 150027)

為使?jié)櫥湍軌蚍植嫉捷S承的整個工作表面及軸上，通常在內(nèi)圈的非承載區(qū)開設(shè)油孔、油槽或油溝。油孔用于通油、供油，油溝用于輸送和分布潤滑油，油槽起貯油和穩(wěn)定供油等作用。在油孔的加工中，因方向與公共平面相交且有一定夾角，斜油孔較直油孔加工難度大，加工過程中常出現(xiàn)鉆頭打滑、崩刃甚至折斷的問題。現(xiàn)對燃汽輪機主軸軸承斜油孔的加工難點進行分析與闡述，并提出解決方案，為今后類似結(jié)構(gòu)軸承的加工方法提出參考依據(jù)。

1 軸承結(jié)構(gòu)特點分析

圖1 內(nèi)圈雙擋邊圓柱滾子軸承斜油孔結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure diagram of oblique oil hole of cylindrical roller bearing inner ring with double ribs

2 工藝難點分析及加工流程的確定

2.1 工藝難點分析及解決方案

2.1.1 斜油孔加工

如果采用普通孔的加工方法直接鉆削斜油孔，由于孔中心與鉆孔平面不垂直，鉆頭單側(cè)受力，作用在鉆頭切削刃上的徑向分力會使鉆頭軸線偏向一側(cè)而彎曲，導(dǎo)致鉆頭偏移打滑，很難保證孔的位置和鉆孔的垂直度要求，鉆頭也容易崩刃或折斷。

解決方案：車削成形后，在內(nèi)圈外徑面圓周方向車削出垂直于2排通油孔中心線的斜坡[1]，并確定兩斜坡交點直徑尺寸、兩斜坡間距、孔中心線到端面的距離等，如圖2所示。采用搖臂鉆床進行鉆孔加工，設(shè)計油孔鉆模，鉆頭可通過鉆模的導(dǎo)向孔垂直鉆入斜坡處。導(dǎo)向孔可起到定向作用，使得鉆頭受力均勻。鉆頭垂直于斜坡鉆削，能夠保證其系統(tǒng)剛性，避免鉆頭崩刃或折斷。

圖2 車、鉆孔斜面結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structure diagram of inclined plane after turning and drilling hole

2.1.2 斜油孔與滾道或擋邊干涉

雙擋邊滾子軸承車削加工工藝一般為控制平面尺寸、一側(cè)擋邊尺寸和滾道寬度。如果平面尺寸散差大，油溝和斜油孔又分別以兩側(cè)端面為基準加工，則斜油孔易與滾道或擋邊發(fā)生干涉。

解決方案：在車削成形工序后增加軟磨兩端面[2]，統(tǒng)一端面尺寸，縮小公差，并在車削滾道和擋邊時采用控制兩側(cè)擋邊尺寸的方法，使測量基準與加工基準統(tǒng)一，避免斜油孔與滾道或擋邊干涉(圖3)。

圖3 防止斜油孔干涉的工藝控制方法Fig.3 Process control method for preventing interference of oblique oil hole

2.2 加工流程的確定

根據(jù)工藝難點分析，將軸承內(nèi)圈加工流程確定為：細車內(nèi)徑面、非基面→細車內(nèi)外徑面、基面→軟磨兩端面→車、鉆孔斜面(兩斜坡面)→鉆端面通孔→去孔邊毛刺→鉆兩排斜油孔→車兩面內(nèi)徑油槽→去孔邊毛刺→車滾道、擋邊→車兩面油溝→熱處理。

斜油孔的加工安排在車、鉆孔斜面之后，可保證鉆斜油孔時鉆頭中心垂直于加工面。在鉆斜油孔工序前安排鉆端面通孔，可以端面通孔為基準孔，設(shè)計專用斜孔鉆模，保證斜孔與端面孔的位置關(guān)系。

3 鉆斜孔工裝的設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備情況和套圈結(jié)構(gòu)分析，鉆斜油孔工序需安排在臺式鉆孔機上進行加工，因此設(shè)計了斜油孔鉆模(圖4)。

圖4 斜油孔鉆模結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Structure diagram of drilling die for oblique oil hole

1)以套圈外徑面和端面為定位面，上壓蓋板后以螺母、螺栓緊固，限制工件的6個自由度[3]。鉆模采用GCr15材料，熱處理后硬度為60～65 HRC。

2)將鉆模設(shè)計為六面體結(jié)構(gòu)，熱處理后在其中3個面用電火花的方式打?qū)蚩祝孜恢枚纫?.05 mm，保證斜油孔位置度要求。打孔面的對側(cè)3個平面為定位面，定位面與水平方向夾角設(shè)計為37°±5′，確保斜油孔角度。需明確斜油孔與端面通孔的加工順序，并確定定位孔，保證兩孔的位置關(guān)系符合設(shè)計要求。

4)鉆斜油孔時將模具對正后，置于磁力平臺上通磁加工，可保證工裝系統(tǒng)穩(wěn)定性。

4 實際效果

經(jīng)兩階段試制和生產(chǎn)，鉆斜孔的工藝方法能夠達到預(yù)期效果，滿足斜孔位置度<0.1 mm和兩側(cè)斜孔位置尺寸為(4.19±0.05)mm的工藝要求，孔表面質(zhì)量合格(表1)。鉆孔模具優(yōu)化設(shè)計方案合理可行。

表1 檢測結(jié)果Tab.1 Test results