呂紹立

(哈爾濱軸承集團公司 南直軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036)

1 前言

D012軸承測量儀器用于測量球軸承外圈溝道直徑及與溝道相關的形位誤差。鋼球支點是測量儀器上所用的儀器配件，主要起支承、定位套圈的作用，見圖 1 所示，其質(zhì)量好壞直接影響軸承外圈溝徑的測量精度，進而影響成品軸承質(zhì)量。該產(chǎn)品品種多，需求量大。采用原有的加工方法及工藝，其鋼球支點球窩（見圖 2 所示）常常出現(xiàn)加工精度達不到圖紙要求的情況，合格率僅為85%左右，很難保質(zhì)保量地正常生產(chǎn)。根據(jù)上述存在的問題及使用單位的反饋意見，經(jīng)過認真深入地分析研究，設計了專門加工鋼球支點球窩的車工夾具，并且對原有的加工工藝進行了進一步的改進，既降低了加工難度又保證了加工質(zhì)量，同時大大提高了生產(chǎn)效率，確保了生產(chǎn)順利進行。

圖1 D012軸承測量儀器

2 原來加工鋼球支點球窩時存在的問題

在加工鋼球支點的過程中，最關健最難加工的工序是車工——車好壓鋼球的孔與小孔的工序。由于產(chǎn)品結構的特殊性，車削鋼球支點球窩時需裝夾部分的形狀為方形，所以車工車削球窩時只能采用四爪夾盤加工，存在的最大問題是：加工零件時校正比較麻煩，加工每件產(chǎn)品都必須按照上一道平臺劃線工序所劃的中心圓線找正后，再進行車削加工。由于劃線和車工找正時所造成的不可避免的雙重累計誤差，導致產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。同時按線逐一產(chǎn)品找正造成了時間的大量浪費，生產(chǎn)效率也非常低。另外裝夾時還經(jīng)常出現(xiàn)嚴重的卡碰傷現(xiàn)象，進而又出現(xiàn)了一定數(shù)量的不良品，嚴重影響生產(chǎn)。采用這種方法加工鋼球支點的球窩，既不能保證加工質(zhì)量也不能保證生產(chǎn)進度，因此改進加工方法及加工工藝事在必行。

圖2 鋼球支點產(chǎn)品示意圖

3 加工球窩的專用夾具設計

通過認真深入地分析并反復研究，設計了車削鋼球支點球窩的專用夾具，如圖 3 所示。

在設計夾具的過程中，為了保證夾具安全、可靠、耐用，采用GCr15軸承鋼?？紤]到夾具本身的加工精度及夾具所加工鋼球支點質(zhì)量的前提下，盡量使夾具簡單化，以便于夾具及鋼球支點的加工。把夾具分成四大組成零部件:夾具體、左側板、右側板和可調(diào)底板。其中，左、右側板通過內(nèi)六角螺釘固定在夾具體上;在夾具體的設計及加工方面，為了便于裝夾，在夾具體上車一個圓柱臺階，在車削鋼球支點的球窩時，只需用三爪夾盤夾住圓柱部分，把專用夾具裝夾到機床上，然后開始車加工，直到把整批產(chǎn)品加工完畢，再卸下夾具;因為加工不同型號的軸承時，D012軸承儀器所用的鋼球支點大小不同，所以為了擴大夾具的加工范圍，設計底板的厚度為可變化的，根據(jù)所加工的鋼球支點的大小不同，加工厚度不同的可調(diào)底板，這樣就可以根據(jù)加工的鋼球支點大小不同，更換不同的可調(diào)底板。為了保證鋼球支點球窩中心與夾具中心一致，所以必須保證可調(diào)底板厚度尺寸加上鋼球支點示意圖中L（見圖 2）的尺寸等于夾具中夾具體零件的槽寬56mm的一半（如圖 3 所示）。

圖3 車加工鋼球支點球窩專用夾具示意圖

可調(diào)底板的零件示意圖如圖 4 所示。

可調(diào)底板厚度B的計算公式為：

式中:

B—可調(diào)底板厚度，

L—球窩中心距底邊距離(見圖 2)。

使用夾具車加工鋼球支點球窩時，首先把夾具裝夾在車床的三爪夾盤上，然后再從夾具上取出可調(diào)底板，把鋼球支點的小軸插入可調(diào)底板的小孔中，然后再把可調(diào)底板放入夾具中，最后用三個外六角螺釘把緊鋼球支點及可調(diào)底板，即可車削加工球窩。更換產(chǎn)品時無需卸下夾具，只要松開六角螺釘，取出可調(diào)底板再重復上述操作就可以了。該夾具操作簡單，安全可靠。

圖4 可調(diào)底板零件示意圖

4 鋼球支點加工工藝的改進

除了設計鋼球支點球窩的車加工夾具外，對鋼球支點球窩的加工方法也進行了改進。由于使用了專用夾具，因此車削球窩時取消平臺劃線工序（原工藝 7）。根據(jù)使用單位的反饋意見，為了更方便生產(chǎn)，隨時根據(jù)所加工不同品種軸承的需求，及時有效地加工鋼球支點，而且又因為生產(chǎn)單位把鋼球壓入球窩的操作者更為專業(yè)，因此取消了最后一道把鋼球壓入球窩的鉗工工序（原工藝12），改由使用單位的專業(yè)儀器調(diào)整工把鋼球壓入鋼球支點球窩內(nèi)。采用改進后的加工方法及工藝不但保證了鋼球支點的加工質(zhì)量及生產(chǎn)進度，而且避免了產(chǎn)品運輸中的磕碰傷現(xiàn)象。

4.1 改進前的鋼球支點的加工工藝

改進前工藝路線：

（1） 備 料：圓料。

（2） 車 工：Ra1.6以上留磨量，外方車成圓，其余精車好。

（3） 徑 磨：磨好Ra1.6小外徑。

（4） 平 臺：劃全部外形線。

（5） 銑 工：精銑好方處。

（6） 鉗 工：去全部毛刺，倒各部分銳角。

（7） 平 臺：劃好鋼球支點球窩中心圓找正線。

（8） 車 工：按中心圓線找正，車好壓鋼球的孔及小孔。

（9） 銑 工：銑開口槽。

（10）鉗 工：去全部毛刺，作標記。

（11）熱處理：淬火45～50HRC，發(fā)藍。

（12）鉗 工：把鋼球壓入球窩。

4.2 改進后的鋼球支點的加工工藝

改進后工藝路線：

（1） 備 料：圓料。

（2） 車 工：Ra1.6以上留磨量，外方車成圓，其余精車好。

（3） 徑 磨：磨好Ra1.6小外徑。

（4） 平 臺：劃全部外形線。

（5） 銑 工：精銑好方處。

（6） 鉗 工：去全部毛刺，倒各部分銳角。

（7） 車 工：上胎車好壓鋼球的孔及小孔。

（8） 銑 工：銑開口槽。

(9)鉗 工：去全部毛刺，作標記。

(10)熱處理：淬火45～50HRC，發(fā)藍。

5 經(jīng)濟效益

原來的加工工藝第7道劃線工序工時為10min，第8道車工車削球窩工序工時為30min，改進后使用夾具裝夾產(chǎn)品進行車削加工球窩及小孔，取消了第7道劃線工序，下一道的車加工工序的工時壓縮為15min。另外，取消了最后一道壓入鋼球的鉗工工序，最后一道鉗工工序工時為5min。這樣改進后節(jié)約工時為10+(30-15)+5=30min。保守計算，每小時15元，一個月加工100件鋼球支點，一年因節(jié)約工時而節(jié)省15×30/60×12×100=9 000(元)；另外，采用原來的加工方法及工藝每月會產(chǎn)生15%左右（按15%計算）的不良品，一個鋼球支點價格為80元左右（按80元計算），那么一年所造成的損失為：80×100×15%×12=14 400元。改進加工方法及工藝后，采用新方法、新工藝加工鋼球支點一年共節(jié)約資金大概9 000+14 400=23 400元。

6 結束語

通過生產(chǎn)實踐驗證，新設計的車工夾具結構簡單，操作方便。采用新方法、新工藝進行鋼球支點的加工，不但保證了產(chǎn)品的加工質(zhì)量，還大大提高了生產(chǎn)效率，確保了生產(chǎn)進度，同時也降低了不良品率，節(jié)約了資金，降低了成本，提高了經(jīng)濟效益，同時也為今后的工作積累了寶貴的經(jīng)驗。