薄壁轻小型整体轴承套圈的加工

邹友民(衡阳纺织机械有限公司，湖南 衡阳 421007)

薄壁轻小型整体轴承套圈的加工

邹友民
(衡阳纺织机械有限公司，湖南 衡阳 421007)

为了确保薄壁轻小型整体轴承套圈的加工精度和质量，解决加工时的零件弹跳问题，介绍HJ1723型薄壁轻小型整体轴承套圈的尺寸和结构特点，分析其加工难点，结合设备合理加工工艺，并设计新型工装夹具。指出，通过合理加工工艺和新工装夹具的使用，能满足该套圈的批量生产要求；新型工装夹具结构简单、使用方便，生产成本低，为生产该类套圈提供了新的思路。

薄壁轻小型轴承；套圈；加工工艺；精度；弹跳；U型卡板；夹具

1 薄壁轻小型整体轴承套圈的结构

衡阳纺机是特种轴承研发、生产的大型企业，其在生产中发现最难加工的是薄壁轻小型整体轴承的套圈。下文以HJ1723型薄壁轻小型整体轴承的套圈为例进行分析，其结构和尺寸如图1所示。

该轴承套圈的壁厚仅为1.5 mm,内孔直径为9 mm，套圈高度为4.6 mm，质量非常轻，毛坯为车加工件；加工的难点在于套圈尺寸小、壁薄、质量轻，且对内孔、端面及外圆加工精度要求非常高。

图1 HJ1723型整体轴承套圈的尺寸和结构

2 加工工艺分析

HJ1723型整体轴承套圈的加工工艺[1]分析：

a) 由于套圈毛坯是车加工件，加工余量多，精度不高，但套圈成品的精度要求却很高，所以其外圆、端面及内孔都需进行精磨加工。

b) 由于套圈需求的数量不多，为节约生产成本，不宜制作大型料盘进行双端面磨削[2]。因此，两端面的磨削加工应考虑成本较低的平面磨削。

c) 由于该套圈为薄壁零件，其毛坯刚性差，故可选择的夹持位置较少。工序安排、装夹方式和夹具设计时应优先考虑如何避免夹持引起的套圈变形问题。

d) 该套圈质量轻且非常小，用无心磨床磨削外圆时[3]，零件弹跳严重，常常会飞出，造成零件丢失、变形、精度差，砂轮、托片损坏等问题。且套圈外圆是零件内孔及端面加工的基准，故需保证套圈外圆加工质量。

e) 套圈内孔的磨削采用无锡某厂制造的MZ204型内圆磨床，以及电磁无心夹具，由于磨削内孔对套圈外圆及端面的精度质量要求非常高，所以内孔的磨削加工必须放在最后。

3 加工工艺流程

HJ1723型整体轴承套圈的加工工艺：粗磨外圆→磨削两端面→精磨外圆→磨削内孔。具体步骤如下：

a) 使用M1050型无心磨床粗磨套圈外圆。

b) 使用平面磨床磨套圈两端面。磨削时，先将套圈均匀整齐地排列到磨床的工作台面上，每行之间用方铁条隔开，四周也用方铁条围好，如图2所示。通电上磁后，先用木棒敲套圈平齐后，对一个端面进行磨削；磨好该端面后，再用同样的方法磨削另一端面。

1—方铁条；2—套圈端面。图2 平磨套圈两端面排列

c) 使用MGT1050型高精度无心磨床精磨外圆，确保外圆尺寸及加工精度；最重要的是通过反复修磨外圆，修正套圈端面相对外圆的垂直偏差。

d) 以套圈外圆及端面为基准，使用MZ204型磨床磨削套圈内孔。

4 工装夹具设计

通过几次试制发现，要确保套圈的加工质量及其精度，最重要的是确保MGT1050型高精度无心磨床反复精磨套圈外圆的质量。但由于套圈壁薄、质量轻且非常小的特点，使用无心磨床磨削时，不断出现问题。通过多次分析研究，设计出一套满足加工要求的工装[4]，如图3所示。

1—心轴；2—套圈；3—橡胶垫；4—U型卡板；5—螺母。图3 新型工装夹具

该工装结构简单，由心轴、橡胶垫、U型卡板[5]及螺母组成。心轴的内径比套圈毛坯内孔的直径小0.1 mm,首先将套圈装进心轴，再依次装上橡胶垫和U型卡板，拧紧螺母，最后将工装在平板上来回滚动几次，使套圈端面充分接触，外圆基本一致后，就可用MGT1050型高精度无心磨床磨削外圆。磨削完毕后，松开螺母，将U型卡板和橡胶垫取出后，依次取出全部套圈，继续更换新的套圈即可。

该工装每次可装夹套圈15个，且产品质量和精度都得到很大提高；磨削过程稳定性好，无弹跳问题；新型工装以端面夹紧，避免装夹变形，套圈两端面经过平磨磨削后，两端面的平行度得到保证；且在重力的作用下，每次磨削都能改善套圈外圆对端面的跳动。一般经过4次通磨，就能解决套圈外圆对端面的跳动问题。

5 结语

通过对薄壁轻小型轴承套圈加工工艺优化和新型工装夹具的设计与使用，能保证其加工精度要求，使后续批量生产顺利完成，说明此工艺流程和工装夹具设计是合理的。该工装夹具具有结构简单、使用方便，生产成本低等优点，还为其它类似的薄壁轻小型轴承套圈的加工提供了新的思路。

[1] 姚穆.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社，1997.

[2] 成大先.机械设计手册 [M].4版.北京：化学工业出版社，2002.

[3] 中国机械工程学会 第一机械工业部.机修手册[M].北京：机械工业出版社，1975.

[4] 成大先.机械设计图册[M].北京：化学工业出版社，2000.

[5] JB/T 8004.1—1999，机床夹具零件及部件[S].

Processing of the Thin-walled Light and Small Integral Bearing Rings

ZOU Youmin
(Hengyang Textile Machinery Co.,Ltd.,Hengyang 421007,China)

To ensure the machining precision and machining quality of the thin-walled light and small integral bearing rings against the parts bouncing problems,introduction is made to the size and structure of the thin-walled light and small integral bearing rings HJ1723.Analysis is done of its processing difficulties,considering the reasonable processing technology,a new fixture is developed.It is pointed out that through wise use of the reasonable processing technology and the new fixture,mass production of the bearing rings can be ensured.The new fixture is of simple structure,easy to use,low cost in production,providing a new idea for production of the bearing rings.

thin-walled light and small integral bearing;rings;processing technology;precision;bounce;U clipping board；fixture

2016-08-04

邹友民(1979—)，男，湖南衡阳人，工程师，主要负责公司现场生产服务。

TS103.81

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1001-9634(2017)02-0027-02