吳玫，閆佳山，金賀

(中國(guó)航發(fā)哈爾濱軸承有限公司，哈爾濱 150025)

1 帶裝配缺口式外圈工藝路線

帶裝配缺口式外圈結(jié)構(gòu)如圖1所示，材料為GCr15軸承鋼，裝配缺口位于外圈端面，形位公差要求寬松。

圖1 帶裝配缺口式關(guān)節(jié)軸承外圈結(jié)構(gòu)

GCr15軸承鋼硬度達(dá)60 HRC以上，在熱處理>后加工裝配缺口屬于硬加工，采用的加工刀具價(jià)格高，加工效率低，故應(yīng)將裝配缺口安排在熱處理前加工。

為保證缺口的一致性及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求，加工后的外徑圓度為0.03 mm，端面平行差為0.04 mm[3]。

確定加工工藝路線為：車成形(除缺口以外所有部位)→加工缺口→去缺口毛刺→熱處理。

2 外圈缺口加工方法選擇

加工缺口可采用的加工設(shè)備為立式銑床或壓力機(jī)。

缺口過(guò)渡處存在不大于1 mm的圓弧，采用立式銑床加工時(shí)，需選擇直徑不大于2 mm的立銑刀。缺口寬度較大，會(huì)導(dǎo)致銑削量偏大，要保證銑刀受到較大抗力不折斷，進(jìn)給量不宜過(guò)大，加工時(shí)間較長(zhǎng)，加工效率較低。

沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量依靠沖頭及壓力機(jī)保證[2]，沖頭壽命一般較長(zhǎng)，加工時(shí)間較短，且沖床操作簡(jiǎn)單，加工產(chǎn)品尺寸一致性較好，故采用沖缺口方式。

3 沖壓加工工藝

3.1 沖裁力

沖裁力為[4-5]

(二)保護(hù)遺跡，叫停一切拆除震前建筑的行為。唐山的歷史僅有140年，期間，不僅經(jīng)歷了戰(zhàn)火和文革的等人禍的破壞，又經(jīng)歷了具有毀滅性的1976年大地震的天災(zāi)。對(duì)于唐山，任何一處能夠留存到現(xiàn)在的震前建筑都彌足珍貴，尤其是那些承載唐山歷史節(jié)點(diǎn)、重要時(shí)刻的建筑，更顯寶貴。要樹立“成物不隨意可損壞”的思想，尊重歷史，停止一切拆除震前建筑物的行為，最大限度保留原貌，讓游客能夠直接看到歷史的本來(lái)面目。對(duì)那些確需拆遷改造的建筑，一定要先期征詢各級(jí)文物部門意見，嚴(yán)格把關(guān)，建立保護(hù)臺(tái)賬，絕不準(zhǔn)亂拆、誤拆。

P=Ltτ，

(1)

式中：L為沖裁部分周長(zhǎng)；t為材料厚度；τ為材料抗剪強(qiáng)度。

由(1)式可得P≈28.0 kN,設(shè)備選擇時(shí)，考慮安全余量，取P0=1.3P=36.4 kN，選擇156.8 kN壓力機(jī)。

3.2 沖頭材料

根據(jù)外圈材料和沖裁力，沖頭材料預(yù)選為GCr15軸承鋼和SKH-9高速鋼。

GCr15軸承鋼具有較強(qiáng)的抗塑性變形能力，良好的彈性極限和沖擊韌性，可加工性好，成本低，熱處理后硬度可達(dá)60 HRC以上。

SKH-9鋼是一種高性能材料，具有高強(qiáng)度、耐磨、耐沖擊的特點(diǎn)，對(duì)加工厚型產(chǎn)品有一定的優(yōu)勢(shì)，熱處理后硬度達(dá)63 HRC以上。

3.3 沖頭設(shè)計(jì)

由于加工面為平面，且沖切深度較深，接近產(chǎn)品寬度的一半，為減小沖切力和沖切變形,采用斜刃沖切，沖頭結(jié)構(gòu)如圖2所示,其主要參數(shù)尺寸為

dct=D′+δ，

(2)

(3)

式中：D′為缺口直徑；B′為缺口寬度；δ為公差。

圖2 沖頭結(jié)構(gòu)

由(2)，(3)式取dct=9.7 mm，Bct=7.2 mm。此外，壓力機(jī)接口安裝尺寸D取15 mm，斜刃角β取60°，刃口寬度取0.4 mm。

為保證加工質(zhì)量，沖頭圓柱面粗糙度Ra值小于0.4 μm，沖頭兩側(cè)平面Ra值小于0.8 μm。為保證缺口圓跳動(dòng)0.13 mm的形位公差要求，沖頭工作圓柱面中心與壓力機(jī)接口的同軸度應(yīng)不大于0.03 mm。

3.4 模具設(shè)計(jì)

沖模結(jié)構(gòu)如圖3所示,為保證工件安裝方便,零件與沖模為間隙配合,其主要參數(shù)尺寸為

Dcm=De+(0.05～0.10)，

(4)

(5)

式中：H為工件高度；De為工件外徑。

圖3 沖模結(jié)構(gòu)

由(4)，(5)式取Dcm=14.15 mm，Hcm=3 mm。沖模高度Hmz取22 mm，壓力機(jī)工作臺(tái)安裝尺寸Dmz取70 mm。

4 實(shí)際加工效果

經(jīng)過(guò)多批次(每個(gè)批次不少于800件)的試驗(yàn)加工，在采用GCr15鋼和SKH-9鋼的沖頭加工缺口時(shí)，合格率均在99.5%以上，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比如圖4所示，2種材料沖頭加工的外圈均滿足技術(shù)要求。2種材料沖頭的壽命見表1，SKH-9鋼沖頭加工壽命較長(zhǎng)，性價(jià)比優(yōu)于GCr15鋼。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，采用熒光磁粉探傷方式對(duì)缺口進(jìn)行檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)裂紋，合格率為100%。

圖4 2種材料沖頭加工缺口的技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

表1 沖頭壽命

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)大批量、多批次的加工試驗(yàn)后，說(shuō)明采用車成形→沖缺口→去缺口毛刺→熱處理的加工路線切實(shí)可行。在保證缺口尺寸及幾何精度滿足要求的同時(shí)，還能提高生產(chǎn)效率，降低成本。該方法也可用于其他型號(hào)關(guān)節(jié)軸承的加工。