作者：姚松杰，等
針對某薄壁圓錐滾子軸承外圈車加工易變形的問題，分析其主要原因是外圈單一平面外徑變動量較大，粗車和精車時卡爪夾持寬度較窄。提出粗車分2次進行，增加卡爪夾持寬度，優(yōu)化精車軟爪調(diào)整方法的改進措施。改進后工藝加工的外圈圓度誤差和單一平面外徑變動量明顯減小，滿足了加工需求。
圓錐滾子軸承由于良好的承載能力，廣泛應用于汽車、機床、工業(yè)減速器等領域，其性能直接影響主機的可靠性、動力性及經(jīng)濟性等性能指標。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，在車加工中易產(chǎn)生夾持變形，外徑面圓度誤差、單一平面外徑變動量難以控制，故有必要分析原車加工工藝中存在的問題，并提出相應的改進措施。
1、原加工工藝及存在的問題
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，滾道直徑320.4 mm，高度23.813 mm，壁厚13.54 mm。鍛件為2個外圈(圖1)合鍛加工，車加工時切為2個外圈。
圖1 外圈鍛件
外圈車加工時一般先粗車后精車，軟磨前通過粗車去除套圈兩端面、外徑面、內(nèi)表面及倒角的加工余量，軟磨后通過精車加工套圈兩端面、外徑面、內(nèi)表面及倒角。粗車和精車時均通過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未加工面進行加工，如圖2所示，精車后再切成2件。粗車和精車卡爪夾持寬度分別為55，150 mm，如圖3所示。
圖2 車加工夾持示意圖
圖3 車加工夾具示意圖
1.2 存在的問題
1)薄璧軸承套圈鍛件外徑面單一平面外徑變動量較大，車加工時易發(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量等誤差會復映到粗車件上，無法為精車提供良好的定位基準，粗車后工件的單一平面外徑變動量等誤差又會復映到精車件上。
2)粗車和精車的夾持爪過窄，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量超差，徑向變形嚴重。
2、改進措施
1)優(yōu)化工藝流程。第1次車一端外徑面時不加工到工藝尺寸，僅作為夾持基準，夾持已車外徑面加工另一端面到工藝尺寸，再夾持已車到工藝尺寸的端面加工另一端面到工藝尺寸，由于外徑面已車過一次，消除了鍛件外徑面的形狀超差，幾何形狀基本可以控制。改進后的工藝流程為車端面、外徑面(圖4a)→車端面、外徑面、滾道面、外內(nèi)徑面及倒角(圖4b)→車端面、外徑面、滾道面及倒角(圖4c)。改進后的工藝增加了2次夾持定位基準，可有效消除形狀超差。
圖4 改進后的加工工藝
2)增加粗車硬爪和精車軟爪寬度。硬爪夾持寬度增加到125 mm，軟爪夾持寬度增加到250 mm。減少了車加工時的形狀超差，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量。
3)優(yōu)化軟爪的調(diào)整方法。先對刀車制墊圈的夾持位置，再車制合適的套圈作為墊圈進行支承，臨末在墊圈支承下車制軟爪，并采用涂色法驗證軟爪與套圈是否均勻接觸，且為緊配合。改進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、實際加工效果
采用優(yōu)化前、后工藝加工的薄壁外圈技術指標見表1，優(yōu)化后外徑面圓度誤差和單一平面外徑變動量明顯減小，滿足加工需求。
表1 優(yōu)化前、后工藝加工的薄壁外圈技術指標 mm
4、結束語
采用改進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，提升了該類薄壁軸承外圈車加工控形技術。
參考文獻略
文章發(fā)表于《軸承》2022年5期
第一作者簡介：姚松杰(1976—) ，男， 洛陽LYC軸承有限公司，主要研究方向為軸承車加工技術，E—mail: 13007581078@ 163.com。
引文格式：
姚松杰,倪濱昆,時可可,等.薄壁圓錐滾子軸承外圈車加工工藝改進[J].軸承，2022（5）：35-37.
來源：軸承雜志社
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