40CrNiMoA钢制圆锥滚子轴承保持架兜孔加工工艺

2014-07-21郭晓玉陈晓强陈敏洁杨会超

轴承 2014年11期

郭晓玉，陈晓强，陈敏洁，杨会超

(洛阳LYC轴承有限公司军工精密轴承事业部，河南洛阳 471039)

目前圆锥滚子轴承保持架材料多为20#钢，加工工艺以冲压为主，由于受机床、模具等因素影响，保持架加工精度不高，安装使用后轴承噪声大、寿命短。为提高圆锥滚子轴承各项精度及使用寿命，使保持架具有更好的力学性能，进一步降低轴承噪声，采用优质合金结构钢制保持架来代替普通钢板冲压筐形保持架，但在轴承研制、加工方面，该类结构及材料的保持架加工尚属首次。

1 保持架特点分析

1.1 结构

40CrNiMoA优质合金钢制圆锥滚子轴承筐形保持架结构如图1所示。该牌号材料强度较高，耐磨性好，但机加工性能差，不适合冲压加工，除采用拉削加工外，还没有任何其他加工方式的经验。

图1 保持架结构示意图

1.2 尺寸及精度

1.3 加工难点

(1)由于被加工材料机械加工性能差，兜孔拉削加工时容易粘刀，设计拉刀(图2)时齿升量不易过大；兜孔形状为长宽比较大的梯形结构，依标准设计拉刀，需要7～8把拉刀才能完成兜孔加工，成本高、效率低、劳动强度较大。另外，兜孔拉削加工时存在切屑粘刀、拉刀掉块、刀具使用寿命短及兜孔表面撕裂等问题，影响兜孔表面质量及尺寸精度。

图2 拉刀示意图

(2)保持架兜孔与径向有一个倾斜角度，采用普通拉床加工需设计相应工装将产品垫高(图3)，工装复杂、配合精度差，影响加工产品质量。

图3 拉孔用夹具

(3)保持器壁薄(最薄处仅为2.5 mm)，拉削过程中受拉削力的作用容易产生变形，为消除变形，拉孔后需增加消除变形工序。加工时为断续切削，保持架引导面精度不易保证。

2 工艺改进

2.1 制定工艺流程

针对加工难点，改变兜孔的加工方法，将原拉削加工改为钻、铣孔加工。原工艺路线为：粗车外径面→软磨两端面→软磨外径面→精车内径面→精车外径面→拉孔→终车外径面、外斜坡→终车两端面→精车内径面、内斜坡→去毛刺。

改进后工艺路线为：粗车外径面→软磨两端面→精车内径面、内斜坡→终车外径面、外斜坡→钻、铣孔→去毛刺。

2.2 确定兜孔加工方法

选用五轴联动数控机床钻、铣加工，利用A轴旋转和C轴分度来控制兜孔倾斜角度与等分差，为避免刀具干涉，在兜孔四角处增加半径为1 mm或1.5 mm的空刀槽(图4)。选用尺寸合适的进口高质量铣刀，如直径为5，10 mm的粗铣刀和直径为2 mm的精铣刀，一次装夹完成钻孔、铣孔加工。该方法不但可以提高兜孔加工精度，降低表面粗糙度值，而且避免了产品变形。