圆柱滚子轴承外圈挡边硬车工艺探讨

2015-02-06陈晓羽刘春雨

哈尔滨轴承 2015年1期

陈晓羽，王伟，刘春雨

圆柱滚子轴承外圈挡边硬车工艺探讨

陈晓羽1，王伟2，刘春雨3

（1．哈尔滨轴承集团公司技术中心，黑龙江哈尔滨150036；2.哈尔滨轴承集团公司工具分厂，黑龙江哈尔滨150036;3.哈尔滨轴承集团公司铁路轴承制造分厂，黑龙江哈尔滨150036）

原有数控机床车削淬火的圆柱滚子轴承挡边时采用三爪夹盘夹持工件，使工件的尺寸及平行差难以达到工艺要求。针对以上问题，选择弹簧夹具代替三爪夹盘夹持工件，并对夹具与机床连接部分重新进行了改进设计，提高了夹具的定位精度、工件的尺寸精度及形状和位置精度。

圆柱滚子轴承;硬车挡边；三爪夹盘；弹簧夹具；定位精度

1 前言

圆柱滚子轴承外圈挡边磨削时经常发生留边和烧伤现象，原因是磨削挡边时绝大多数采用两挡边一起磨削方法，挡边处磨削是靠砂轮外径和两个端面的尖角来磨削余量的，如果其尖角未及时得到修整，挡边磨削后势必留下车加工的余量痕迹，磨削示意图见图1。一般情况下，磨削完一个工件后修整砂轮外径一次，修复砂轮磨损部分，恢复其几何形状。选择砂轮时其宽度与滚道宽度一致，所以只能修整砂轮外径，其修整量比内径砂轮修整量大，砂轮消耗也大。反之，采取先磨一个挡边后把套圈翻过来再磨另一个挡边的方法只能减少烧伤几率，砂轮的尖角磨损现象无法杜绝，而且采用此方法加工，工件定位基准不重合，不仅不能保证外滚道尺寸精度，而且挡边的厚度、滚道的宽度也无法保证；同时也增加了更换定位面时间，使劳动强度增大，生产效率降低。针对上述问题，采取淬火后车削挡边（硬车）的方法来解决。下面具体介绍硬车采用的夹具及硬车方法，供读者参考。

图1 挡边与外滚道磨削示意图

2 硬车夹具的比较

2.1原三爪夹具工作原理及优缺点

原三爪夹具结构如图 2所示。下面介绍一下夹具工作原理。拉杆在油缸或气缸作用下左右移动，楔心套在拉杆带动下也会左右移动，楔心套左右移动就迫使T形座移动，T形座的向心或离心移动产生对工件的夹紧或松开作用。从图 2中看出，此T形座与夹盘体经长久滑动势必使间隙增加，影响到挡边尺寸精度及平行差；而且，此方法是应用硬车加工方法取代磨加工，对产品精度的要求比淬火前车加工严格许多。如果挡边留量较大，用硬车代替粗磨工序尚可。此方法换活较为方便，只需更换夹爪即可，但由于轴向定位精度与磨加工要求还有一定距离，所以只能应用于粗磨加工或者精度要求不高的产品。

图2 原三爪夹具结构

2.2加工方法

具体的加工方法如图 3所示，采用一次装夹用两把车刀分别车削两个挡边。刀具材料采用陶瓷或者立方氮化硼，切削速度110mm/min,进给量0.1～0.15mm/r。

图3 使用三爪夹具硬车挡边示意图

2.3弹簧夹具的工作原理及优缺点

针对三爪夹具使用中存在的问题，采用弹簧夹具代替三爪夹具硬车挡边。弹簧夹具结构如图4所示。

图4 弹簧夹具结构

弹簧夹具工作原理。固定螺母3在油缸的作用下向右移动，致使夹胎8涨开，然后用手将工件装入夹胎内。工件的端面紧靠定位环后，胎体在油缸拉杆的作用下向左移动将工件夹紧。工件的定位面是定位环，通过胎体的内径均匀将该工件外径夹紧，所以工件的定位、找正、夹紧都是自动的。该数控车床夹具是在专用车床夹胎基础上改进的，与三爪夹盘比较，用弹簧夹具夹持工件加工挡边能获得较高的轴向精度，其原因是工件能紧紧靠在定位环上，而定位环除了随主轴旋转外轴向是固定不动的，其精度完全取决于机床的轴向跳动。由于采用的机床是数控机床，其精度可满足圆柱滚子轴承挡边的精度要求，避免了三爪夹具中T形座与夹盘体的间隙对挡边平行差的影响。采用弹簧夹具加工挡边的方法与三爪夹具相同。

2.4过渡盘的设计

过渡盘结构见图 5。要求C面对D1面的垂直度0.05mm，否则影响加工精度，而且过渡盘的外径尺寸D比夹具体外径大30mm、厚度尺寸H取40mm，用以保证过渡盘的刚性。 H1尺寸、d尺寸都要有一定留量待安装过渡盘时重新车削，这样能消除过渡盘与胎体连接产生的误差，使过渡盘的旋转精度与主轴的旋转精度基本一致，提高了夹具的精度。同时，过渡盘锥角α加工时最好与主轴配磨，使主轴与过渡盘连接稳定，减少过渡盘振动。

Discussion on hard turning process of outer ring ribs of cylindrical roller bearing

Chen Xiaoyu1,Wang Wei2,Liu Chunyu3
（1.Technical Center,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China;2.Tool Sub-factory, Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China; 3.Railway Bearing Manufacturing Sub-factory, Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China）

Because the quenched cylindrical roller bearing outer ring ribs was turning by three-jaw chuck clamping the part on the former CNC machine, the dimension and parallel error of the part is diffcult to meet the requirement. Aiming at the above problems, the spring clamp is instead of three-jaw chuck, and the connection of clamp and machine is improved, so as to improve the positioning accuracy of the clamp, dimension accuracy of the part and the shape and position accuracy.

cylindrical roller bearing; hard turning ribs; three-jaw chuck; spring clamp; positioning accuracy