CN111001991B - 一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法及加工工装 - Google Patents
一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法及加工工装 Download PDFInfo
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Abstract
一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法及加工工装，属于保持架制造领域，本发明为了解决现有技术中由于圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪在加工时锁紧量不易控制，导致个别滚动体发生脱落或卡滞旋转困难的问题，本发明所述定位机构中定位块固接在连接杆一端的下表面上，定位块的定位端加工有V型槽；所述冲头机构中夹持柄和为圆柱体，夹持柄的一端与缓冲柱的一端固定连接，缓冲柱的另一端与冲头的连接段固定连接，冲头的工作端加工有两个圆锥凸起，且两个圆锥凸起尖端之间的距离与保持架中相邻两个连接梁的中线间距相等；同时提供了一种利用上述工装进行轴承保持架兜孔锁爪的加工方法，本发明用于对圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工。
Description
技术领域
本发明属于保持架制造领域，具体涉及一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法及加工工装。
背景技术
圆柱滚子轴承保持架锁爪加工及工作原理是通过冲压锁爪使其向临近兜孔弯曲，理想状态是同一兜孔两侧锁爪弯曲后可防止滚子脱落，但在轴承工作状态下不会限制滚子在兜孔内轻松无阻滞的旋转。
然而，实际上由于多种原因经常发生因锁爪锁紧量不易控制，有的保持架因兜孔锁紧量不足或锁紧量一致性差而发生个别滚动体脱落现象；有的保持架因兜孔锁紧量过大而发生滚动体卡滞旋转困难现象。上述问题频繁发生，且批量返修比例较高，极大的影响装配合套率，为了提高该类型保持架的加工质量，研究一种提高圆柱滚子轴承保持架兜口锁爪加工稳定性和一致性的方法，以及一种有效控制锁口尺寸一致性的工装优化设计方案和劈爪用工装是很符合实际需要的。
发明内容
本发明为了解决现有技术中由于圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪在加工时锁紧量不易控制，导致个别滚动体发生脱落或卡滞旋转困难的问题，进而提供一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法及加工工装；
一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工工装，所述加工工装包括定位机构和冲头机构，所述定位机构包括连接杆和定位块，所述定位块固接在连接杆一端的下表面上，定位块的定位端加工有V型槽；
所述冲头机构包括夹持柄、缓冲柱和冲头，夹持柄为圆柱体，夹持柄的一端与缓冲柱的一端固定连接，缓冲柱的另一端与冲头的连接端固定连接，冲头的工作端加工有两个圆锥凸起，且两个圆锥凸起尖端之间的距离与保持架中相邻两个连接梁的中线间距相等；
通过上述工装实现的一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法，所述方法是通过以下步骤实现的：
步骤一：选取加工设备和加工夹具，并将保持架坯料装卡在加工区域；
步骤二：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数粗车保持架内径及第一平面并倒角，为细车保持架内径及第一平面留有0.3-0.7mm的加工余量；
步骤三：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数粗车保持架外径及第二平面并倒角，为细车保持架外径及第二平面留有0.3-0.7mm的加工余量；
步骤四：对粗车后的保持架进行调质处理；
步骤五：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数细车保持架内径及第一平面并倒角至图纸尺寸，为磨削保持架内径留有0.2-0.3mm的加工余量、第一平面留有0.1-0.2mm的加工余量；
步骤六：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数细车保持架外径及第二平面并倒角至图纸尺寸，为磨削保持架外径及第二平面留有0.1-0.2mm的加工余量；
步骤七：将细车后的保持架移动至双端面磨床并均匀摆放在工作区域；
步骤八：上磨盘和下磨盘均以65r/min旋转、方向相反，压力为100-170daN磨削保持架第一平面及第二平面至成品尺寸；
步骤九：以磨削进给量F为5-10μm，砂轮线速度V为30-35m/s的加工参数磨削保持架外径至成品尺寸；
步骤十：以磨削进给量F为5-10μm，砂轮线速度V为30-35m/s的加工参数磨削保持架内径至留量0.1-0.15mm；
步骤十一：将磨削两端平面后的保持架移动至钳工工作区进行打标记；
步骤十二：将标记后的保持架重新装卡在车床上，以主轴转速S为400-450r/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数粗加工保持架外径槽，为精车外径槽留量0.1-0.2mm；再以主轴转速S为500-600r/min，进给量f为0.05-0.1mm的加工参数加工保持架外径槽至成品尺寸；
步骤十三：将加工有外径槽后的保持架装卡在加工中心设备上，以φ12的钻头、1500r/min的加工参数在保持架外圆面上等分钻削兜孔，再依次以φ6、φ4的立铣刀采用3000r/min、4500r/min的加工参数将圆形兜孔铣削加工成方形兜孔，至留量为0.2-0.3mm；
步骤十四：将加工铣完方孔的保持架装卡在拉床上，采用4m/min的加工参数将方形兜孔拉削至成品尺寸；
步骤十五：将加工好方孔的保持架装卡在磨床上，以砂轮线速度V为35-40m/s的加工参数终磨保持架内径至成品尺寸；
步骤十六：将磨削好内径的保持架装卡在车床上，以500-700r/min的加工参数车削保持架外台阶和倒角；
步骤十七：对车削好保持架外台阶的保持架去毛刺；
步骤十八：将去毛刺后的保持架装卡在铣床上，并利用定位机构对相邻两个兜孔之间的过梁进行定位，以48-60mm/min的加工参数轴向铣削台阶爪至成品尺寸；
步骤十九：对铣削台阶爪后的保持架去毛刺；
步骤二十：将去毛刺后的保持架进行光饰处理；
步骤二十一：将进行光饰处理后的保持架装卡在压力机床上，将冲头机构安装在压力机床的主轴冲压端并以兜孔为中心对保持架台阶爪进行冲削挤压弯爪加工，即劈爪；
步骤二十二：对劈爪处理后的保持架进行清洗，并进行荧光磁粉探伤；
步骤二十三：对探伤后的保持架进行清洗，同时进行最终质检；
步骤二十四：对终检后的保持架进行动平衡检测，允许去重平衡；
步骤二十五：对平衡后的保持架进行镀银；
步骤二十六：对镀银后的保持架进行抽检复测动平衡量，不允许破坏银层露出保持架机体材料；
步骤二十七：对抽检复测动平衡量的保持架进行清洗；
步骤二十八：包装。
进一步地：步骤一中所述的保持架坯料的材质为40CrNiMoA；
进一步地：步骤四中对粗车后的保持架进行调质HRC33-37；
进一步地：步骤八中上磨盘和下磨盘均为粒度为75μm的CBN砂轮；
进一步地：步骤十九中对铣削台阶爪后的保持架去毛刺所用的工具为钢制毛刷。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明通过采用过梁定位铣削锁爪，以兜孔为中心弯曲锁爪，可有效规避方兜孔圆周等分差对铣爪位置对称性的累积误差，使锁爪厚度均匀对称，避免后续弯爪时两半锁爪薄厚差异导致弯曲幅度存在差异。保证工作环境下的滚动体处于理想位置，使轴承具有良好的工作状态。
2、本发明有效实现带锁爪结构圆柱滚子轴承保持架兜孔锁紧量的一致性和批量加工质量稳定性。平均单件加工时间缩短，加工效率提升近60％；批量合格率提升，基本上杜绝装配时因锁紧量过大或过小而返工返修的情况。
附图说明
图1为本发明中定位机构的主视示意图；
图2为本发明中定位机构的侧视示意图；
图3为本发明中冲头机构的主视示意图；
图中1连接杆、2定位块、3夹持柄、4缓冲柱和5冲头。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1和图2说明本实施方式，本实施方式提供了一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工工装，所述加工工装包括定位机构和冲头机构，所述定位机构包括连接杆1和定位块2，所述定位块2固接在连接杆1一端的下表面上，定位块2的定位端加工有V型槽；
所述冲头机构包括夹持柄3、缓冲柱4和冲头5，夹持柄3为圆柱体，夹持柄3的一端与缓冲柱4的一端固定连接，缓冲柱4的另一端与冲头5的连接端固定连接，冲头5的工作端加工有两个圆锥凸起，且两个圆锥凸起尖端之间的距离与保持架中相邻两个连接梁的中线间距相等。
本实施方式中定位机构如图1所示，其设计结构改为V型定位槽，定位方式优化为采用V型定位槽卡于两兜孔之间的过梁上，对保持架周向自由度限位，设计方案要求V型槽的对称度，有效提高定位的精确性，冲头机构如图2所示，由原来一次冲压向外侧弯曲两兜孔间同一过梁上的锁爪，优化为一次冲压向内侧弯曲同一兜孔两侧的锁爪，定位仍然采用预加工两个锁爪间的兜孔定位，保证锁爪与兜孔的相对位置，可有效规避方兜孔圆周等分差即过梁宽窄不均对锁爪弯曲程度的累积误差，提高锁爪的对称性，利于工作状态的滚动体保持圆周均匀分布。
具体实施方式二：参照图1和图2说明本实施方式，本实施方式提供了一种通过上述工装实现的圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法，所述方法是通过以下步骤实现的：
步骤一：选取加工设备和加工夹具，并将保持架坯料装卡在加工区域；
步骤二：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数粗车保持架内径及第一平面并倒角；
步骤三：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数粗车保持架外径及第二平面并倒角；
步骤四：对粗车后的保持架进行调质处理；
步骤五：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数细车保持架内径及第一平面并倒角至图纸尺寸，为磨削保持架内径留有0.2-0.3mm的加工余量、第一平面留有0.1-0.2mm的加工余量；
步骤六：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数细车保持架外径及第二平面并倒角至图纸尺寸，为磨削保持架外径及第二平面留有0.1-0.2mm的加工余量；
步骤七：将细车后的保持架移动至双端面磨床并均匀摆放在工作区域；
步骤八：上磨盘和下磨盘均以65r/min旋转、方向相反，压力为100-170daN磨削保持架第一平面及第二平面至成品尺寸；
步骤九：以磨削进给量F为5-10μm，砂轮线速度V为30-35m/s的加工参数磨削保持架外径至成品尺寸；
步骤十：以磨削进给量F为5-10μm，砂轮线速度V为30-35m/s的加工参数磨削保持架内径至留量0.1-0.15mm；
步骤十一：将磨削两端平面后的保持架移动至钳工工作区进行打标记；
步骤十二：将标记后的保持架重新装卡在车床上，以主轴转速S为400-450r/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数粗加工保持架外径槽，为精车外径槽留量0.1-0.2mm；再以主轴转速S为500-600r/min，进给量f为0.05-0.1mm的加工参数加工保持架外径槽至成品尺寸；
步骤十三：将加工有外径槽后的保持架装卡在加工中心设备上，以φ12的钻头、1500r/min的加工参数在保持架外圆面上等分钻削兜孔，再依次以φ6、φ4的立铣刀采用3000r/min、4500r/min的加工参数将圆形兜孔铣削加工成方形兜孔，至留量为0.2-0.3mm；
步骤十四：将加工铣完方孔的保持架装卡在拉床上，采用4m/min的加工参数将方形兜孔拉削至成品尺寸；
步骤十五：将加工好方孔的保持架装卡在磨床上，以砂轮线速度V为35-40m/s的加工参数终磨保持架内径至成品尺寸；
步骤十六：将磨削好内径的保持架装卡在车床上，以500-700r/min的加工参数车削保持架外台阶和倒角；
步骤十七：对车削好保持架外台阶的保持架去毛刺；
步骤十八：将去毛刺后的保持架装卡在铣床上，并利用定位机构对相邻两个兜孔之间的过梁进行定位，以48-60mm/min的加工参数轴向铣削台阶爪至成品尺寸；
步骤十九：对铣削台阶爪后的保持架去毛刺；
步骤二十：将去毛刺后的保持架进行光饰处理；
步骤二十一：将进行光饰处理后的保持架装卡在压力机床上，将冲头机构安装在压力机床的主轴冲压端并以兜孔为中心对保持架台阶爪进行冲削挤压弯爪加工，即劈爪；
步骤二十二：对劈爪处理后的保持架进行清洗，并进行荧光磁粉探伤；
步骤二十三：对探伤后的保持架进行清洗，同时进行最终质检；
步骤二十四：对终检后的保持架进行动平衡检测，允许去重平衡；
步骤二十五：对平衡后的保持架进行镀银；
步骤二十六：对镀银后的保持架进行抽检复测动平衡量，不允许破坏银层露出保持架机体材料；
步骤二十七：对抽检复测动平衡量的保持架进行清洗；
步骤二十八：包装。
本实施方式中，增加了对于保持夹的两端面、内径及外径进行磨削，从而达到在步骤十三至步骤十五钻孔和拉方孔工艺中，径向钻模和拉方孔模与保持架的间隙配合均优化为过渡配合，配合间隙缩小为-0.01mm～+0.04mm，配合止口面相对工装安装面的形位精度由0.1mm提高到0.005mm；对于配合间隙量的控制，必要时采取保持架定位面与工装适配加工的方式，即加工保持架定位面尺寸时，以下工序的工装进行适配加工，在工艺技术要求允许范围内尽量保证保持架与工装无间隙配合，从而达到后续加工时的定位精度。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的步骤一作进一步限定，本实施方式中，步骤一中所述的保持架坯料的材质为40CrNiMoA。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。
本实施方式中保持架坯料的材质为40CrNiMoA，如此设置，可以满足对于保持架兜孔复杂工艺加工时的加工需求。
具体实施方式四本实施方式是对具体实施方式二所述的步骤四作进一步限定，本实施方式中，步骤四中对粗车后的保持架进行调质HRC33-37。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。
本实施方式中，对于普通材质而言调质一般在HRC31-35，由于本专利中所涉及的保持架毛坯材质的特殊性，因此在调质时将硬度值相对调高，可以增加工件硬度，延长工件的使用寿命，保证工件再加工中不变形。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式二所述的步骤八作进一步限定，本实施方式中，步骤八中上磨盘和下磨盘均为粒度为75μm的CBN砂轮。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。
本实施方式中，步骤八至步骤十的磨削工艺十分重要，它直接决定了保持架在加工中的定位面尺寸，间接决定了后续步骤中，保持架与径向钻模和拉方孔模之间的装配精度，因此此处磨削的工具十分考究，考虑到材质的特殊应以及调质后的硬度，磨盘材质不能采用砂纸式端面砂轮，无法达到磨削后的平面度，也不能采用钢砂轮，磨削时会产生较大的粉尘，对于保持架的表面光洁度造成影响，粒度为75μm的CBN砂轮首先可以磨削调质后的工件，同时在磨削时保持架的表面光洁度也较高。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式二所述的步骤十九作进一步限定，本实施方式中，步骤十九中对铣削台阶爪后的保持架去毛刺所用的工具为钢制毛刷。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。
如此设置，去毛刺一般采用小型锉刀进去去除，但那是有与保持架本身尺寸较小，同时之间横梁的加工精度较高，因此采用钢制毛刷代替锉刀，防止在去毛刺过程中对横梁表面造成破坏。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。
Claims (5)
1.一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法，所述加工方法中所用到的加工工装包括定位机构和冲头机构，所述定位机构包括连接杆（1）和定位块（2），所述定位块（2）固接在连接杆（1）一端的下表面上，定位块（2）的定位端加工有V型槽；所述冲头机构包括夹持柄（3）、缓冲柱（4）和冲头（5），夹持柄（3）为圆柱体，夹持柄（3）的一端与缓冲柱（4）的一端固定连接，缓冲柱（4）的另一端与冲头（5）的连接端固定连接，冲头（5）的工作端加工有两个圆锥凸起，且两个圆锥凸起尖端之间的距离与保持架中相邻两个连接梁的中线间距相等，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：
步骤一：选取加工设备和加工夹具，并将保持架坯料装卡在加工区域；
步骤二：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数粗车保持架内径及第一平面并倒角；为细车保持架内径及第一平面留有0.3-0.7mm的加工余量；
步骤三：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数粗车保持架外径及第二平面并倒角；为细车保持架外径及第二平面留有0.3-0.7mm的加工余量；
步骤四：对粗车后的保持架进行调质处理；
步骤五：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数细车保持架内径及第一平面并倒角，为磨削保持架内径留有0.2-0.3mm的加工余量、第一平面留有0.1-0.2mm的加工余量；
步骤六：以切削速度v为160-180m/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数细车保持架外径及第二平面并倒角，为磨削保持架外径及第二平面留有0.1-0.2mm的加工余量；
步骤七：将细车后的保持架移动至双端面磨床并均匀摆放在工作区域；
步骤八：上磨盘和下磨盘均以65r/min旋转、方向相反，压力为100-170daN磨削保持架第一平面及第二平面至成品尺寸；
步骤九：以磨削进给量F为5-10μm，砂轮线速度V为30-35m/s的加工参数磨削保持架外径至成品尺寸；
步骤十：以磨削进给量F为5-10μm，砂轮线速度V为30-35m/s的加工参数磨削保持架内径至留量0.1-0.15mm；
步骤十一：将磨削两端平面后的保持架移动至钳工工作区进行打标记；
步骤十二：将标记后的保持架重新装卡在车床上，以主轴转速S为400-450r/min，进给量f为0.15-0.2mm的加工参数粗加工保持架外径槽，为精车外径槽留量0.1-0.2mm；再以主轴转速S为500-600r/min，进给量f为0.05-0.1mm的加工参数加工保持架外径槽至成品尺寸；
步骤十三：将加工有外径槽后的保持架装卡在加工中心设备上，以φ12的钻头、1500r/min的加工参数在保持架外圆面上等分钻削兜孔，再依次以φ6、φ4的立铣刀采用3000r/min、4500r/min的加工参数将圆形兜孔铣削加工成方形兜孔，至留量为0.2-0.3mm；
步骤十四：将加工铣完方形兜孔的保持架装卡在拉床上，采用4m/min的加工参数将方形兜孔拉削至成品尺寸；
步骤十五：将加工好方形兜孔的保持架装卡在磨床上，以砂轮线速度V为35-40m/s的加工参数终磨保持架内径至成品尺寸；
步骤十六：将磨削好内径的保持架装卡在车床上，以500-700r/min的加工参数车削保持架外台阶和倒角；
步骤十七：对车削好保持架外台阶的保持架去毛刺；
步骤十八：将去毛刺后的保持架装卡在铣床上，并利用定位机构对相邻两个兜孔之间的过梁进行定位，以48-60mm/min的加工参数轴向铣削台阶爪至成品尺寸；
步骤十九：对铣削台阶爪后的保持架去毛刺；
步骤二十：将去毛刺后的保持架进行光饰处理；
步骤二十一：将进行光饰处理后的保持架装卡在压力机床上，将冲头机构安装在压力机床的主轴冲压端并以兜孔为中心对保持架台阶爪进行冲削挤压弯爪加工，即劈爪；
步骤二十二：对劈爪处理后的保持架进行清洗，并进行荧光磁粉探伤；
步骤二十三：对探伤后的保持架进行清洗，同时进行最终质检；
步骤二十四：对终检后的保持架进行动平衡检测，允许去重平衡；
步骤二十五：对平衡后的保持架进行镀银；
步骤二十六：对镀银后的保持架进行抽检复测动平衡量，不允许破坏银层露出保持架机体材料；
步骤二十七：对抽检复测动平衡量的保持架进行清洗；
步骤二十八：包装。
2.根据权利要求1中所述一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法，其特征在于：步骤一中所述的保持架坯料的材质为40CrNiMoA。
3.根据权利要求1中所述一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法，其特征在于：步骤四中对粗车后的保持架进行调质HRC33-37。
4.根据权利要求1中所述一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法，其特征在于：步骤八中上磨盘和下磨盘均为粒度为75μm的CBN砂轮。
5.根据权利要求1中所述一种圆柱滚子轴承保持架兜孔锁爪的加工方法，其特征在于：步骤十九中对铣削台阶爪后的保持架去毛刺所用的工具为钢制毛刷。
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