帶止動(dòng)凸緣套圈端面磨削輔具的改進(jìn)

劉振華，隋善勇,張玉英

(哈爾濱軸承集團(tuán)公司，哈爾濱 150036)

1 概述

某型號(X-6XX)外圈端面帶止動(dòng)凸緣軸承的外圈結(jié)構(gòu)如圖1所示。該類軸承中，部分產(chǎn)品要求以A面做為加工基準(zhǔn)和安裝基準(zhǔn)，因此，A面在熱處理后需要進(jìn)行精加工。X-6XX軸承的外形尺寸為：外徑136 mm，內(nèi)徑123 mm，A，B兩端面間套圈的高度為28 mm，要求A，B兩端面的平行度控制在0.003 mm以下，平面度控制在0.002 mm以下。若采用雙端面磨床在不使用磨削輔具的情況下不能直接加工A，B兩面，因此，結(jié)合單軸高精度萬能磨床及專用的磨削輔具解決了帶有單獨(dú)止動(dòng)凸緣外圈的端面加工。其加工步驟為：首先在單軸高精度萬能磨床M7120上精加工A面；接著使用專用磨削輔具，在平面磨床M7475B上粗磨B面，再在高精度雙端面磨床AC-1200F上加工出B面。另外，若為薄壁軸承，在加工過程中還要利用夾具控制機(jī)床進(jìn)給的擠壓力，防止套圈產(chǎn)生變形。

圖1 外圈結(jié)構(gòu)

2 原磨削輔具

原磨削輔具結(jié)構(gòu)如圖2所示，將A面的止動(dòng)凸緣放入帶有槽口的圓環(huán)上，再套上圓套筒。使用原磨削輔具加工出的套圈端面平行度為0.007～0.01 mm，平面度為0.006～0.01 mm，未達(dá)到技術(shù)要求。需要在幾種磨床之間反復(fù)進(jìn)行修整，挑選出合格品后才能進(jìn)行下一道工序的加工，加工方法費(fèi)時(shí)耗力，成本高。存在問題的主要原因有：

圖2 原磨削輔具結(jié)構(gòu)

(1)圓環(huán)在擔(dān)當(dāng)?shù)鬃鶗r(shí)，自身承受壓力后很可能發(fā)生撓曲變形，導(dǎo)致圓環(huán)的平行度在加工中發(fā)生變化，從而影響軸承套圈的加工平行度。

(2)圓套筒內(nèi)壁與圓環(huán)和軸承外徑面之間的間隙難以消除，導(dǎo)致使用該磨削輔具時(shí)，軸承平面與圓環(huán)平面發(fā)生滑動(dòng)，在套筒內(nèi)產(chǎn)生竄動(dòng)，影響軸承端面的平行度。

(3)采用雙端面的磨削方式，圓環(huán)端面和軸承套圈端面同時(shí)進(jìn)行磨削，由于沒有增加一個(gè)好的自旋結(jié)構(gòu)和排屑結(jié)構(gòu)，圓環(huán)的自身旋轉(zhuǎn)和排屑不穩(wěn)定、不均勻，圓環(huán)自身沒有良好的尺寸消耗規(guī)律。

(4)對于寬度比較大的軸承，尤其是薄壁軸承，寬徑比過大，擠壓后彎曲變形量大。

3 改進(jìn)后的磨削輔具

設(shè)計(jì)的新型磨削輔具結(jié)構(gòu)如圖3所示。采用倒T形結(jié)構(gòu)，安裝后的輔具重心下移，有利于磨削輔具在工作中的穩(wěn)定性；在底座圓柱面與套圈的內(nèi)徑面之間增加了2組(4只)同心的Z形脹緊套，通過旋入螺旋壓板，將Z形脹緊套脹緊，脹緊套在圓柱面的圓周方向起作用，使軸承外圈內(nèi)徑面與底座圓柱面之間緊密作用，具有抗撓曲變形的能力，從而改善加工平面的質(zhì)量；底座底面上增加了螺旋形排屑槽，有利于排屑和輔具自旋，也有利于改善磨削中底座的受力結(jié)構(gòu)，使端面磨削受力更加均勻。

1—倒T形底座；2—底座臺(tái)階；3—套圈；4—螺旋蓋板；5—Z形脹緊套；6—豁口

輔具的加工要保證各尺寸精度，保證輔具在安裝和使用過程中的統(tǒng)一，嚴(yán)格控制底座圓柱面與底面的垂直度、底面與底座臺(tái)階的平行度以及底座螺紋與底面的垂直度和圓柱面的同軸度等。

采用原輔具和改進(jìn)后輔具加工套圈端面的數(shù)據(jù)對比如表1所示。數(shù)據(jù)中時(shí)間為單件加工的平均用時(shí)，平行度及平面度的數(shù)值為20個(gè)/批次中散差值的上、下限。

表1 采用新、原輔具加工套圈的數(shù)據(jù)對比

由表1可知，采用原輔具加工的部分產(chǎn)品超差，需要單獨(dú)進(jìn)行一次人工修研，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；改進(jìn)后輔具的單件準(zhǔn)備時(shí)間稍長，但加工精度和效率高。

4 結(jié)束語

改進(jìn)后的輔具可以將薄壁套圈安裝固定在一個(gè)起到支承作用和抗變形作用的底座上，將套圈的形變受力轉(zhuǎn)嫁到輔具上，也相當(dāng)于增加了軸承的壁厚，從而在機(jī)床加工中可以抵抗更大的撓曲變形力。實(shí)踐證明，改進(jìn)后的輔具完全能夠保證產(chǎn)品加工質(zhì)量，且有效提高了加工精度和效率。