姚松杰，倪濱昆,2，時(shí)可可,2，張玉玲,2，賀甜甜

(1.洛陽(yáng)LYC軸承有限公司，河南 洛陽(yáng) 471039; 2. 航空精密軸承國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽(yáng) 471039;3.高端軸承摩擦學(xué)技術(shù)與應(yīng)用國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽(yáng) 471023)

圓錐滾子軸承由于良好的承載能力，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)床、工業(yè)減速器等領(lǐng)域[1-3]，其性能直接影響主機(jī)的可靠性、動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性等性能指標(biāo)。某輕窄系列圓錐滾子軸承外圈具有壁薄、寬度小及剛性低的特點(diǎn)[4]，在車(chē)加工中易產(chǎn)生夾持變形，外徑面圓度誤差、單一平面外徑變動(dòng)量難以控制，故有必要分析原車(chē)加工工藝中存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1 原加工工藝及存在的問(wèn)題

1.1 原加工工藝

某輕窄系列圓錐滾子軸承外圈尺寸為：外徑352.425 mm，滾道最大直徑320.4 mm，高度23.813 mm，最小壁厚13.54 mm。鍛件為2個(gè)外圈(圖1)合鍛加工，車(chē)加工時(shí)切為2個(gè)外圈。

圖1 外圈鍛件

外圈車(chē)加工時(shí)一般先粗車(chē)后精車(chē)，軟磨前通過(guò)粗車(chē)去除套圈兩端面、外徑面、內(nèi)表面及倒角的加工余量，軟磨后通過(guò)精車(chē)加工套圈兩端面、外徑面、內(nèi)表面及倒角。粗車(chē)和精車(chē)時(shí)均通過(guò)夾具夾持一端外徑面加工另一端表面，然后再夾持加工后的外徑面對(duì)未加工面進(jìn)行加工，如圖2所示，精車(chē)后再切成2件。粗車(chē)和精車(chē)卡爪夾持寬度分別為55， 150 mm，如圖3所示。

圖2 車(chē)加工夾持示意圖

圖3 車(chē)加工夾具示意圖

1.2 存在的問(wèn)題

1)薄壁軸承套圈鍛件外徑面單一平面外徑變動(dòng)量較大，車(chē)加工時(shí)易發(fā)生彈性變形。若采用夾持一端面加工另一端面，鍛件單一平面外徑變動(dòng)量等誤差會(huì)復(fù)映到粗車(chē)件上，無(wú)法為精車(chē)提供良好的定位基準(zhǔn)，粗車(chē)后工件的單一平面外徑變動(dòng)量等誤差又會(huì)復(fù)映到精車(chē)件上[5]。

2)粗車(chē)和精車(chē)的夾持爪過(guò)窄，夾持面寬度不夠，外圈易產(chǎn)生彈性變形，造成外徑面圓度誤差和單一平面外徑變動(dòng)量超差，徑向變形嚴(yán)重[6]。

2 改進(jìn)措施

1)優(yōu)化工藝流程。第1次車(chē)一端外徑面時(shí)不加工到工藝尺寸，僅作為夾持基準(zhǔn)，夾持已車(chē)外徑面加工另一端面到工藝尺寸，再夾持已車(chē)到工藝尺寸的端面加工另一端面到工藝尺寸，由于外徑面已車(chē)過(guò)一次，消除了鍛件外徑面的形狀超差，幾何形狀基本可以控制。改進(jìn)后的工藝流程為車(chē)端面、外徑面(圖4a)→車(chē)端面、外徑面、滾道面、外內(nèi)徑面及倒角(圖4b)→車(chē)端面、外徑面、滾道面及倒角(圖4c)。改進(jìn)后的工藝增加了2次夾持定位基準(zhǔn)，可有效消除形狀超差。

圖4 改進(jìn)后的加工工藝

2)增加粗車(chē)硬爪和精車(chē)軟爪寬度。硬爪夾持寬度增加到125 mm，軟爪夾持寬度增加到250 mm。減少了車(chē)加工時(shí)的形狀超差，套圈變形較小，可有效控制外徑面圓度誤差和單一平面外徑變動(dòng)量。

3)優(yōu)化軟爪的調(diào)整方法。先對(duì)刀車(chē)制墊圈的夾持位置，再車(chē)制合適的套圈作為墊圈進(jìn)行支承，最后在墊圈支承下車(chē)制軟爪，并采用涂色法驗(yàn)證軟爪與套圈是否均勻接觸[8]，且為緊配合。改進(jìn)后軟爪與外圈接觸面積增大，夾持力均勻，減小了夾持變形。

3 實(shí)際加工效果

采用優(yōu)化前、后工藝加工的薄壁外圈技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1，優(yōu)化后外徑面圓度誤差和單一平面外徑變動(dòng)量明顯減小，滿(mǎn)足加工需求。

表1 優(yōu)化前、后工藝加工的薄壁外圈技術(shù)指標(biāo)

4 結(jié)束語(yǔ)

采用改進(jìn)工藝加工的薄壁軸承外圈精度和質(zhì)量明顯提高，降低了廢品率，提高了生產(chǎn)效率，提升了該類(lèi)薄壁軸承外圈車(chē)加工控形技術(shù)。