王自軍，王鴻劍，呂國(guó)新

（1. 銀川特種軸承有限公司，寧夏 銀川 750021；2. 西北軸承有限公司, 寧夏 銀川 750021）

調(diào)心滾子軸承裝球口加工工藝及工裝的改進(jìn)

王自軍1，王鴻劍2，呂國(guó)新2

（1. 銀川特種軸承有限公司，寧夏 銀川 750021；2. 西北軸承有限公司, 寧夏 銀川 750021）

調(diào)心滾子軸承內(nèi)套裝球口原來(lái)利用臥銑床或立銑床進(jìn)行加工，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。為解決存在的問(wèn)題，對(duì)原工藝與工裝進(jìn)行了改進(jìn)，將銑床加工改成了鏜床加工，設(shè)計(jì)了裝夾套圈的多功能通用夾具和裝夾銑刀的夾具，并對(duì)鏜床主軸進(jìn)行了技術(shù)改造，提高了加工的自動(dòng)化程度、產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

調(diào)心滾子軸承裝球口；鏜床；銑床；鏜床多功能夾具；鏜床銑刀夾具

1 前言

在調(diào)心滾子軸承設(shè)計(jì)中，為裝配需要，在軸承內(nèi)套兩端面小擋邊各設(shè)計(jì)一個(gè)裝球口。原工藝規(guī)定該裝球口用平銑或立銑進(jìn)行加工，此種工藝加工效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此，對(duì)調(diào)心滾子軸承內(nèi)套加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)，并對(duì)T9210鏜床進(jìn)行了技術(shù)改造，設(shè)計(jì)出一套多功能夾具和一種新的裝夾銑刀夾具加工調(diào)心滾子軸承內(nèi)套裝球口，使裝夾方便快捷，提高了加工自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。

2 存在的問(wèn)題

調(diào)心滾子軸承內(nèi)套根據(jù)裝配的需要，內(nèi)套兩

端面擋邊相隔180°對(duì)稱(chēng)各銑一個(gè)裝球口，如圖1 所示。根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格的不同，裝球口在立銑或臥銑床上進(jìn)行加工。以立銑床加工53540H軸承內(nèi)套裝球口為例，對(duì)工藝加工進(jìn)行分析說(shuō)明。

圖1 53540H軸承內(nèi)套產(chǎn)品圖

2.1 裝球口加工工藝

（1）選用的立銑設(shè)備為XD5032 , 把TS型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)固定在立銑床的工作平臺(tái)上，選用直徑300mm自定心三爪夾盤(pán)，把其固定在TS型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，再通過(guò)夾盤(pán)固定被加工內(nèi)套，如圖 2 所示。

圖2 立銑床加工軸承裝球口

（2）53540H內(nèi)套裝球口的半徑是R22mm，球口深度為3.26mm，內(nèi)套內(nèi)徑與裝球口的最低點(diǎn)的工藝尺寸為mm。

（3）用自定心三爪夾盤(pán)把53540H內(nèi)套夾緊固定，選用立銑刀直徑為44mm，把立銑刀裝在銑床主軸上并緊固。

（4）調(diào)整銑刀與內(nèi)套裝球口位置，進(jìn)行試加工，并測(cè)量球口各相關(guān)工藝尺寸，當(dāng)球口各工藝尺寸符合產(chǎn)品工藝要求時(shí)松開(kāi)此工件，使未加工裝球口端面向上，加工另一裝球口，使兩裝球口成180°。

（5）加工完一個(gè)內(nèi)套，松開(kāi)夾爪，取出內(nèi)套，完成一個(gè)工作循環(huán)。更換另一個(gè)內(nèi)套進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。

2.2 存在的不足

（1）需要兩個(gè)輔助件（TS型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和直徑300mm自定心三爪夾盤(pán)）固定內(nèi)套，使被加工內(nèi)套距銑床的工件平臺(tái)的距離增加，且需通過(guò)兩次連接固定內(nèi)套，增加系統(tǒng)誤差及不穩(wěn)定因素。

（2）工件的定位與夾緊需經(jīng)過(guò)兩層連接件且通過(guò)手工完成。當(dāng)工件被切削受力時(shí)，其定位精度可能受到影響。夾緊力不夠時(shí)工件容易轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)生打刀現(xiàn)象，造成廢品；夾緊力過(guò)大時(shí)容易把工件內(nèi)外徑夾傷，或造成工件變形，產(chǎn)生廢品。

（3）兩裝球口成180°，加工時(shí)需轉(zhuǎn)動(dòng)TS型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，延長(zhǎng)了輔助工作時(shí)間。

3 夾具與鏜床的技術(shù)改進(jìn)

3.1 夾具的技術(shù)改進(jìn)

（1）以加工53540H內(nèi)套為例，說(shuō)明夾具的改進(jìn)設(shè)計(jì)。53540H為調(diào)心滾子軸承，在內(nèi)套兩端面對(duì)稱(chēng)180°需加工兩個(gè)裝球口。鏜床加工內(nèi)套裝球口如圖 3 所示。

圖3 鏜床加工內(nèi)套裝球口

（2）根據(jù)鏜床特性，為節(jié)約成本，鏜削裝球口夾具被設(shè)計(jì)成多功能通用夾具，如圖 4 所示。首先，在底座上設(shè)計(jì)一個(gè)可調(diào)整不同直徑的定位板，如圖 5 所示。以定位板圓心為中心，以均勻增加的半徑畫(huà)圓，與經(jīng)過(guò)圓心且互成120°的三條直線(xiàn)相交，在每個(gè)交點(diǎn)上按一定直徑鉆孔。根據(jù)三點(diǎn)決定一個(gè)圓的原理，夾具設(shè)計(jì)為可調(diào)整不同直徑的定位板，定位板一端為圓弧形，并帶有長(zhǎng)孔槽。夾具底座上設(shè)計(jì)定位調(diào)整板。

圖4 多功能通用夾具

（3）在夾具底座直徑方向，三等份鉆M12螺絲孔。螺絲孔相鄰兩孔徑相差60mm，方便調(diào)整不同內(nèi)徑。壓板為長(zhǎng)方形條狀，根據(jù)內(nèi)套直徑不同，可調(diào)換不同長(zhǎng)度的壓板。一套夾具可加工不同規(guī)格軸承內(nèi)套的裝球口，做到夾具的通用性。

（4）裝球口定位塊設(shè)計(jì)成自由滑動(dòng)，依靠拉簧的拉力，使定位塊與裝球口吻合，方便鏜第二面裝球口，確保兩端面裝球口成180°。卸去此工件，再進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。

（5）在加工單個(gè)裝球口時(shí)，去掉鏜床的等分轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪。

圖5 夾具底座

（6）依靠棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)均布轉(zhuǎn)動(dòng)等分，鏜床的等分夾具轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)，可加工軸承內(nèi)套端面四等分油槽，增加設(shè)備使用功能。通過(guò)對(duì)夾具的改進(jìn)，根據(jù)被加工內(nèi)套的直徑不同，底座被設(shè)計(jì)成三種不同的結(jié)構(gòu)，并且裝夾在鏜床轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)上的方式也略有不同，圖 4 是其中的一種結(jié)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)略。其中一種結(jié)構(gòu)可加工內(nèi)套最大直徑560mm，內(nèi)套幅高260mm。

（7）當(dāng)鏜床轉(zhuǎn)速高時(shí)，可用變頻器調(diào)低電機(jī)轉(zhuǎn)速；加工直徑在280mm內(nèi)套裝球口時(shí)，可用合金頭銑刀加工。

3.2 鏜床的技術(shù)改進(jìn)

主要對(duì)T9210鏜床的主軸進(jìn)行改進(jìn)，制作新的銑刀夾具。原主軸裝刀錐度是莫氏 5，根據(jù)改進(jìn)要求，重新設(shè)計(jì)鏜床的主軸，申請(qǐng)廠(chǎng)家定制。主軸裝刀庫(kù)口部?jī)?nèi)徑尺寸加大，其錐孔深度到達(dá)卸刀口槽部位。在主軸內(nèi)徑上開(kāi)對(duì)稱(chēng)兩個(gè)6mm的鍵槽，在主軸的外徑上車(chē)制螺紋，以緊固銑刀夾具。以鏜床代替銑床加工內(nèi)套的裝球口，使原來(lái)在銑床上加工的產(chǎn)品可用鏜床加工，合理利用設(shè)備，提高生產(chǎn)效率。

3.2.1 自制銑刀夾具

根據(jù)主軸實(shí)際改制的工藝尺寸，自制銑刀夾具，在銑刀夾具的大端錐面上開(kāi)6mm的對(duì)稱(chēng)鍵槽，以便與主軸進(jìn)行鍵連接。使用標(biāo)準(zhǔn)銑刀，根據(jù)銑刀的規(guī)格不同，自制銑刀夾具內(nèi)孔莫氏錐度也不同。自制銑刀夾具可用壓緊螺帽把銑刀夾具壓緊在鏜床主軸上。改進(jìn)后銑刀夾具如圖 6 所示。

圖6 改進(jìn)后銑刀夾具

（1）銑刀刀庫(kù)外徑錐度是莫氏 5，鏜床立軸內(nèi)錐度是莫氏 5 。

（2）刀庫(kù)內(nèi)徑錐度取莫氏 2、莫氏 3、莫氏4是為了與現(xiàn)有的銑刀、鏜刀通用。

（3）在銑裝球口時(shí)，銑刀局部受力，要用螺釘把銑刀拉緊。

（4）螺帽主要是為防止銑刀庫(kù)從鏜床主軸上脫落。

4 工作原理

把改進(jìn)的夾具固定在鏜床等分夾具上，并根據(jù)產(chǎn)品內(nèi)徑或外徑的不同，讓內(nèi)徑或外徑調(diào)整在同一圓周上，通過(guò)油缸、拉桿、壓板把待銑裝球口的內(nèi)套固定在多功能夾具上，并調(diào)整好待銑裝球口的位置，把自制銑刀夾具固定到鏜床主軸上，開(kāi)動(dòng)機(jī)床進(jìn)行小量進(jìn)給調(diào)試加工，對(duì)加工部位的工藝尺寸進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過(guò)多次調(diào)試加工，使裝球口工藝尺寸符合設(shè)計(jì)要求為止，然后更換下一件產(chǎn)品繼續(xù)進(jìn)行加工。加工方法如圖 3 所示。

5 改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

（1）取消中間的兩次過(guò)渡連接，消除了多次連接帶來(lái)的系統(tǒng)誤差及不穩(wěn)定因素。

（2）通過(guò)液壓油缸、拉桿、壓板，能夠牢固壓緊被加工產(chǎn)品，防止內(nèi)套松動(dòng)，并消除內(nèi)徑夾傷和變形，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

（3）依靠液壓裝置固定產(chǎn)品，使裝夾產(chǎn)品方便快捷，提高加工自動(dòng)化，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

（4）增大鏜床加工范圍，內(nèi)套最大外徑560mm，內(nèi)套幅高260mm。

（5）銑刀夾具可裝通用銑刀，也可裝自制單刃、雙刃刀桿鏜刀，刀桿的長(zhǎng)度可根據(jù)需求確定。

（6）鏜床性能穩(wěn)定可靠，可依據(jù)產(chǎn)品的加工量，對(duì)鏜床的進(jìn)給量、進(jìn)給速度、行程進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整合適，可自行進(jìn)刀或退刀，減少中間輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)試運(yùn)行加工，一次試制成功，加工出的產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)要求，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短加工周期，提高生產(chǎn)效率，擴(kuò)大產(chǎn)品加工范圍。此項(xiàng)改進(jìn)達(dá)到了預(yù)期效果，為公司帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（編輯：林小江）

Improvement on processing technology and tooling of fll ball mouth for spherical roller bearings

Wang Zijun1, Wang Hongjian2, Lv Guoxin2

( 1. Yinchun Special Bearing Co., Ltd., Yinchuan 750021, China; 2. Northwest Bearing Co., Ltd., Yinchuan 750021 ,China)

Spherical roller bearing inner ring fill ball mouth was processed originally by horizontal milling machine or vertical milling machine with big labor intensity and low production efficiency . In order to solve the existing problems, the original technology and tooling were improved, the milling machine processing was changed into a boring machine processing, the multi-functional universal fixture for clamping ring and the fixture for clamping the milling cutter were designed , and with the technical transformation of boring machine spindle in order to improve the automation of processing, product quality and production efficiency, and reduce labor intensity.

fill ball mouth for spherical roller bearings; boring machine; milling machine; multi-functional fixture for boring machine; clamping for milling cutter of boring machine

TH133.33+2

B

1672-4852（2016）04-0020-03

2016-07-28.

王自軍（1967-），男，工程師.