圓柱滾子軸承銅保持架兜孔銑削加工夾具的改進(jìn)

劉國(guó)倉(cāng)，謝維兵，龔繼來(lái)

（浙江天馬軸承集團(tuán)有限公司，杭州 310015）

圓柱滾子軸承用黃銅保持架一般為組合式結(jié)構(gòu)，由保持架座和保持架蓋組成，保持架座兜孔多采用銑削加工方法，加工效率較高，但目前銑削兜孔存在的問(wèn)題是：傳統(tǒng)夾具精度低，很難滿(mǎn)足高精度軸承保持架的加工要求。

使用傳統(tǒng)夾具[1]銑削圓柱滾子軸承銅保持架兜孔時(shí)，保持架依靠銑床上一個(gè)小圓柱體定位，為了方便裝卸，保持架內(nèi)徑與小圓柱體外徑之間有比較大的間隙，很難保證保持架與銑床主軸的同軸度。因此，銑削出的兜孔實(shí)際旋轉(zhuǎn)中心徑與理論中心徑偏差較大（即兜孔同軸度誤差較大），保持架兜孔等分散差較大，導(dǎo)致軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中噪聲比較大，必須對(duì)夾具進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

1 夾具的改進(jìn)

改進(jìn)后的圓柱滾子軸承銅保持架兜孔銑削夾具如圖1所示，包括過(guò)渡盤(pán)（圖2）、彈簧夾頭（圖3）、中拉桿（圖4）、防保持架臺(tái)肩扭曲裝置（圖5）、壓蓋和前拉桿。

圖1 改進(jìn)后夾具總裝圖Fig.1 Assembly diagram of improved fixture

圖2 過(guò)渡盤(pán)Fig.2 Transitional disk

圖3 彈簧夾頭Fig.3 Collet chuck

圖4 中拉桿Fig.4 Middle lever

圖5 防保持架臺(tái)肩扭曲裝置Fig.5 Device for preventing distortion of cage shoulders

改進(jìn)后的夾具工作原理為：中拉桿連接到機(jī)床活塞桿上，中拉桿左右移動(dòng)，其錐面使彈簧夾頭脹大、縮小，實(shí)現(xiàn)銅保持架的夾緊、松開(kāi)；同時(shí)中拉桿帶動(dòng)前拉桿、壓蓋和防保持架臺(tái)肩扭曲裝置左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)保持架臺(tái)肩的緊固和松開(kāi)。

具體安裝及使用方法為：先將過(guò)渡盤(pán)上的凹槽與銑床主軸端的凸臺(tái)相配合，通過(guò)3個(gè)沉孔用螺栓將過(guò)渡盤(pán)固定到銑床主軸上；再將彈簧夾頭大端上的凹臺(tái)與過(guò)渡盤(pán)上的凸臺(tái)相配合，通過(guò)彈簧夾頭大端面上的3個(gè)沉孔用螺栓將其固定到過(guò)渡盤(pán)上；連接中拉桿與銑床活塞桿；然后放置保持架，將防保持架臺(tái)肩扭曲裝置安裝到保持架的臺(tái)肩上，安裝壓蓋；最后將前拉桿連接到中拉桿上，夾具安裝完成，調(diào)試無(wú)誤后，銑削保持架兜孔。加工時(shí)，踩下活塞汽缸踏板，使活塞桿帶動(dòng)中拉桿，中拉桿的錐面使彈簧夾頭六瓣的夾持面脹大，中拉桿驅(qū)動(dòng)前拉桿向機(jī)床內(nèi)部移動(dòng)；使壓蓋壓緊防保持架臺(tái)肩扭曲裝置的端面，保持架被夾緊后開(kāi)始銑削兜孔。

2 注意事項(xiàng)

1）彈簧夾頭（圖3）中夾具夾持面的寬度L要比保持架座底厚度（保持架座總高度-鉚頭高度-兜孔深度）小0.2 mm左右，如果L值等于或大于保持架座底厚度，銑刀銑削兜孔時(shí)與夾具干涉；L值取太小，夾具的夾持面變小，銑削兜孔時(shí)保持架容易打滑。

2）彈簧夾頭（圖3）和中拉桿（圖4）錐面夾角γ的一般取值范圍為10°～20°，綜合考慮機(jī)床的拉伸長(zhǎng)度、拉桿拉力、裝夾效率等，本夾具γ取為12°。加工彈簧夾頭和中拉桿錐面時(shí)，兩錐度面最好配磨，要求配合面積達(dá)到80%以上，以保證夾具受力均勻，延長(zhǎng)使用壽命。

3）本夾具為保持架兜孔銑削專(zhuān)用夾具，是具有一定調(diào)整范圍的外脹式彈簧夾具，適用于保持架的批量生產(chǎn)，該夾具對(duì)保持架的夾緊力取決于液壓缸通過(guò)拉桿的拉力。加工不同型號(hào)的保持架應(yīng)進(jìn)行夾緊力的計(jì)算[2]，否則，夾緊力太大，會(huì)造成保持架變形，使保持架中心徑、兜孔尺寸發(fā)生變化，影響軸承裝配后的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量；夾緊力太小，銑削兜孔時(shí)保持架容易打滑，會(huì)造成兜孔的尺寸不穩(wěn)定，兜孔內(nèi)有振紋，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成銑刀崩刃或保持架損壞[3]。對(duì)于保持架銑削加工來(lái)說(shuō)，銑削力的計(jì)算主要考慮主銑削力[4]。

3 改進(jìn)效果

對(duì)新設(shè)計(jì)的圓柱滾子軸承銅保持架兜孔銑削夾具進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，夾具改進(jìn)前、后保持架兜孔銑削后的參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。使用改進(jìn)后夾具加工的保持架兜孔實(shí)際旋轉(zhuǎn)中心徑與理論中心徑偏差小、保持架梁寬變動(dòng)量小、兜孔等分精度更高等；而且?jiàn)A具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、加工簡(jiǎn)單、裝夾時(shí)間短，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

表1 夾具改進(jìn)前、后銑削保持架的參數(shù)對(duì)比Tab.1 Comparison of parameters for milling of cage by fixtures before and after improvement mm