CN111015379B - 弹支结构类型轴承外圈精研加工方法 - Google Patents

弹支结构类型轴承外圈精研加工方法 Download PDF

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Abstract

弹支结构类型轴承外圈精研加工方法，它涉及一种弹支结构类型轴承外圈精研加工方法。本发明的目的是要解决现有弹支结构类型轴承手工抛光存在产品精度低的问题。精研加工方法：一、设计专用工装：①、精研机胎垫：精研机胎垫由机床安装部和轴承接触部组成；②、专用C型支点；③、支点垫圈：支点垫圈由轴承外圈装卡部和C型支点连接部组成；二、预加工，得到待精研轴承外圈；三、装配；四、精研轴承外圈得到弹支结构类型轴承外圈；优点：一、实现采用BS122精研机对弹支结构类型轴承外圈精研加工；四、加工的产品直线度、圆度等技术要求均以满足成品要求，且合格率达到95％以上。本发明主要用于弹支结构类型轴承精研加工。

Description

弹支结构类型轴承外圈精研加工方法
技术领域
本发明涉及一种弹支结构类型轴承外圈精研加工方法。
背景技术
弹性支承结构轴承为新一代弹性支承、环下润滑、油膜阻尼一体化轴承，具有结构复杂，加工难度大等特点。特别是精研滚道(沟道)工序是弹性支承结构轴承能否符合使用要求的最为关键工序。
如图1所示的弹支结构类型轴承外圈，整体宽度为76.5mm，外径尺寸为53mm，宽度是常规轴承的3倍，径幅比接近1:1.5。由于产品幅高超过公司精研设备加工范围，现有弹支结构类型轴承精研加工主要采用手工抛光的方法。
手工抛光的方法是使用薄膜弹簧卡盘定心抛光加工，它是靠N点定位销和N点径向卡爪实现定位和卡紧，它的特点是应用范围广、定位表面影响小，但是由于它是靠弹力卡紧，因此当工件转速超过200rpm时就会出现卡力下降的现象，而且此方式的装卡精度较低，这些都直接影响产品的精度。
发明内容
本发明的目的是要解决现有弹支结构类型轴承手工抛光存在产品精度低的问题，而提供弹支结构类型轴承外圈精研加工方法。
弹支结构类型轴承外圈精研加工方法，具体是按以下步骤完成的：
一、设计专用工装：①、精研机胎垫：精研机胎垫由机床安装部和轴承接触部组成，机床安装部按照BS122精研机安装要求设计，轴承接触部呈平面式，轴承接触部的径向截面尺寸与弹支结构类型轴承尺寸配合设计，所述精研机胎垫的厚度为10mm，轴承接触部的厚度为5mm；②、专用C型支点：专用C型支点的径向截面尺寸按照BS122精研机安装要求设计，且专用C型支点的厚度为50mm；③、支点垫圈：支点垫圈由轴承外圈装卡部和C型支点连接部组成，轴承外圈装卡部的厚度为10mm，C型支点连接部的径向截面尺寸与专用C型支点的尺寸配合设计，且C型支点连接部的厚度为50mm，轴承外圈装卡部和C型支点连接部一体式设置，且轴承外圈装卡部的一侧端面和C型支点连接部一侧端面在同一平面上，由轴承外圈装卡部和C型支点连接部构成轴承外圈装卡孔，且轴承外圈装卡孔得尺寸与弹支结构类型轴承外圈配合设计；
二、预加工：将锻件依次经过车加工→热处理→粗磨循环加工→细磨循环加工→终磨循环加工，得到待精研轴承外圈；
三、装配：将精研机胎垫的机床安装部嵌入BS122精研机的机床中并固定，将待精研轴承外圈的法兰盘端面一侧与轴承接触部对正面接触并固定，再以轴承外圈装卡部一侧在前形式将支点垫圈沿待精研轴承外圈的滚道端面伸入，至轴承外圈装卡部的端面与BS122精研机的机床接触位置，然后支点垫圈的C型支点连接部与专用C型支点面接触，然后螺栓穿过螺栓孔与BS122精研机的机床连接在一起；
四、精研轴承外圈：对待精研轴承外圈依次进行粗研轴承外圈、细研轴承外圈和终研轴承外圈，得到弹支结构类型轴承外圈；
所述粗研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行粗研轴承外圈，粗研轴承外圈的操作参数：粗研加工时间为15s～25s，主轴转速为200rpm～300rpm，油石振荡频率为1000Hz～1100Hz，油石压力为1.2MPa～1.8MPa；
所述细研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行细研轴承外圈，细研轴承外圈的操作参数：细研加工时间为15s～25s，主轴转速为400rpm～500rpm，油石振荡频率为900Hz～1000Hz，油石压力为1.2MPa～1.8MPa；
所述终研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB6油石作为精研油石进行终研轴承外圈，终研轴承外圈的操作参数：终研加工时间为12s～20s，主轴转速为600rpm～700rpm，油石振荡频率为800Hz～900Hz，油石压力为1.0MPa～1.5MPa。
本发明优点：一、本发明将精研机胎垫的轴承接触部设计为平面式，缩短了夹具系统与加工区域有效距离，并且再降低胎垫厚度的同时实现了弹支结构类型轴承外圈法兰盘端面的定位，满足了设计基准与加工基准统一的原则；二、本发明专用C型支点与BS122精研机的常规C型支点相比，专用C型支点的厚度从10mm增厚至50mm，提高夹持系统稳定性，满足加工条件。三、本发明支点垫圈由轴承外圈装卡部和C型支点连接部组成，其中C型支点连接部的厚度从10mm增厚至50mm，提高夹持系统稳定性，且与精研机胎垫和专用C型支点联合使用，实现采用BS122精研机对弹支结构类型轴承外圈精研加工；四、采用本发明方法对弹支结构类型轴承外圈精研加工，加工的产品直线度、圆度等技术要求均以满足成品要求，且合格率达到95％以上。
附图说明
图1是弹支结构类型轴承外圈的结构示意图；
图2是精研机胎垫、支点垫圈和弹支结构类型轴承的分离结构示意图，图中A表示精研机胎垫，B表示支点垫圈；
图3是精研机胎垫、支点垫圈和弹支结构类型轴承的装配结构示意图，图中A表示精研机胎垫，B表示支点垫圈；
图4是精研机胎垫的俯视图；
图5是图4沿A-A的剖视图，图中1表示轴承接触部，2表示机床安装部；
图6是支点垫圈的俯视图；
图7是图5沿A-A的剖视图，图中3表示轴承外圈装卡部，4表示C型支点连接部。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图7，本实施方式是弹支结构类型轴承外圈精研加工方法，具体是按以下步骤完成的：
一、设计专用工装：①、精研机胎垫：精研机胎垫A由机床安装部2和轴承接触部1组成，机床安装部2按照BS122精研机安装要求设计，轴承接触部1呈平面式，轴承接触部1的径向截面尺寸与弹支结构类型轴承尺寸配合设计，所述精研机胎垫A的厚度为10mm，轴承接触部1的厚度为5mm；②、专用C型支点：专用C型支点的径向截面尺寸按照BS122精研机安装要求设计，且专用C型支点的厚度为50mm；③、支点垫圈：支点垫圈B由轴承外圈装卡部3和C型支点连接部4组成，轴承外圈装卡部3的厚度为10mm，C型支点连接部4的径向截面尺寸与专用C型支点的尺寸配合设计，且C型支点连接部4的厚度为50mm，轴承外圈装卡部3和C型支点连接部4一体式设置，且轴承外圈装卡部3的一侧端面和C型支点连接部4一侧端面在同一平面上，由轴承外圈装卡部3和C型支点连接部4构成轴承外圈装卡孔，且轴承外圈装卡孔得尺寸与弹支结构类型轴承外圈配合设计；
二、预加工：将锻件依次经过车加工→热处理→粗磨循环加工→细磨循环加工→终磨循环加工，得到待精研轴承外圈；
三、装配：将精研机胎垫A的机床安装部2嵌入BS122精研机的机床中并固定，将待精研轴承外圈的法兰盘端面一侧与轴承接触部1对正面接触并固定，再以轴承外圈装卡部3一侧在前形式将支点垫圈B沿待精研轴承外圈的滚道端面伸入，至轴承外圈装卡部3的端面与BS122精研机的机床接触位置，然后支点垫圈B的C型支点连接部4与专用C型支点面接触，然后螺栓穿过螺栓孔与BS122精研机的机床连接在一起；
四、精研轴承外圈：对待精研轴承外圈依次进行粗研轴承外圈、细研轴承外圈和终研轴承外圈，得到弹支结构类型轴承外圈；
所述粗研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行粗研轴承外圈，粗研轴承外圈的操作参数：粗研加工时间为15s～25s，主轴转速为200rpm～300rpm，油石振荡频率为1000Hz～1100Hz，油石压力为1.2MPa～1.8MPa；
所述细研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行细研轴承外圈，细研轴承外圈的操作参数：细研加工时间为15s～25s，主轴转速为400rpm～500rpm，油石振荡频率为900Hz～1000Hz，油石压力为1.2MPa～1.8MPa；
所述终研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB6油石作为精研油石进行终研轴承外圈，终研轴承外圈的操作参数：终研加工时间为12s～20s，主轴转速为600rpm～700rpm，油石振荡频率为800Hz～900Hz，油石压力为1.0MPa～1.5MPa。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤四中所述粗研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行粗研轴承外圈，粗研轴承外圈的操作参数：粗研加工时间为15s，主轴转速为233rpm，油石振荡频率为1088Hz，油石压力为1.5MPa。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤四中所述细研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行细研轴承外圈，细研轴承外圈的操作参数：细研加工时间为15s，主轴转速为433rpm，油石振荡频率为988Hz，油石压力为1.5MPa。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤四中所述终研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB6油石作为精研油石进行终研轴承外圈，终研轴承外圈的操作参数：终研加工时间为12s，主轴转速为633rpm，油石振荡频率为888Hz，油石压力为1.2MPa。其他与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤一中设计专用工装还包括专用油石夹，与常规BS122精研机的油石夹相比，专用油石夹的底座尺寸轴向延长50mm，径向增加10mm。其他与具体实施方式一至四相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
采用下述试验验证本发明效果
实施例1：结合图1至图7，弹支结构类型轴承外圈精研加工方法，具体是按以下步骤完成的：
一、设计专用工装：①、精研机胎垫：精研机胎垫A由机床安装部2和轴承接触部1组成，机床安装部2按照BS122精研机安装要求设计，轴承接触部1呈平面式，轴承接触部1的径向截面尺寸与弹支结构类型轴承尺寸配合设计，所述精研机胎垫A的厚度为10mm，轴承接触部1的厚度为5mm；②、专用C型支点：专用C型支点的径向截面尺寸按照BS122精研机安装要求设计，且专用C型支点的厚度为50mm；③、支点垫圈：支点垫圈B由轴承外圈装卡部3和C型支点连接部4组成，轴承外圈装卡部3的厚度为10mm，C型支点连接部4的径向截面尺寸与专用C型支点的尺寸配合设计，且C型支点连接部4的厚度为50mm，轴承外圈装卡部3和C型支点连接部4一体式设置，且轴承外圈装卡部3的一侧端面和C型支点连接部4一侧端面在同一平面上，由轴承外圈装卡部3和C型支点连接部4构成轴承外圈装卡孔，且轴承外圈装卡孔得尺寸与弹支结构类型轴承外圈配合设计；④、专用油石夹：与常规BS122精研机的油石夹相比，专用油石夹的底座尺寸轴向延长50mm，径向增加10mm。
二、预加工：将锻件依次经过车加工→热处理→粗磨循环加工→细磨循环加工→终磨循环加工，得到待精研轴承外圈；
三、装配：将精研机胎垫A的机床安装部2嵌入BS122精研机的机床中并固定，将待精研轴承外圈的法兰盘端面一侧与轴承接触部1对正面接触并固定，再以轴承外圈装卡部3一侧在前形式将支点垫圈B沿待精研轴承外圈的滚道端面伸入，至轴承外圈装卡部3的端面与BS122精研机的机床接触位置，然后支点垫圈B的C型支点连接部4与专用C型支点面接触，然后螺栓穿过螺栓孔与BS122精研机的机床连接在一起；
四、精研轴承外圈：对待精研轴承外圈依次进行粗研轴承外圈、细研轴承外圈和终研轴承外圈，得到弹支结构类型轴承外圈；
所述粗研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行粗研轴承外圈，粗研轴承外圈的操作参数：粗研加工时间为15s，主轴转速为233rpm，油石振荡频率为1088Hz，油石压力为1.5MP；
中所述细研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行细研轴承外圈，细研轴承外圈的操作参数：细研加工时间为15s，主轴转速为433rpm，油石振荡频率为988Hz，油石压力为1.5MPa；
所述终研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB6油石作为精研油石进行终研轴承外圈，终研轴承外圈的操作参数：终研加工时间为12s，主轴转速为633rpm，油石振荡频率为888Hz，油石压力为1.2MPa。
采用现有手工抛光方法对100件弹支结构类型轴承外圈进行抛光，其合格产品为67件，在100件抛光产品中随机抽取9件记录弹支结构类型轴承外圈的圆度和直线性，如表1所示。采用实施例1方法分别对100件弹支结构类型轴承外圈进行精研加工，其合格产品为98件，在100件精研加工产品中随机抽取9件记录弹支结构类型轴承外圈的圆度和直线性，如表1所示。通过表1可知，采用本发明方法对弹支结构类型轴承外圈精研加工，加工的产品直线度、圆度等技术要求均以满足成品要求，且合格率达到95％以上。
表1
Figure GDA0003117649800000061

Claims (5)

1.弹支结构类型轴承外圈精研加工方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：
一、设计专用工装：①、精研机胎垫：精研机胎垫(A)由机床安装部(2)和轴承接触部(1)组成，机床安装部(2)按照BS122精研机安装要求设计，轴承接触部(1)呈平面式，轴承接触部(1)的径向截面尺寸与弹支结构类型轴承尺寸配合设计，所述精研机胎垫(A)的厚度为10mm，轴承接触部(1)的厚度为5mm；②、专用C型支点：专用C型支点的径向截面尺寸按照BS122精研机安装要求设计，且专用C型支点的厚度为50mm；③、支点垫圈：支点垫圈(B)由轴承外圈装卡部(3)和C型支点连接部(4)组成，轴承外圈装卡部(3)的厚度为10mm，C型支点连接部(4)的径向截面尺寸与专用C型支点的尺寸配合设计，且C型支点连接部(4)的厚度为50mm，轴承外圈装卡部(3)和C型支点连接部(4)一体式设置，且轴承外圈装卡部(3)的一侧端面和C型支点连接部(4)一侧端面在同一平面上，由轴承外圈装卡部(3)和C型支点连接部(4)构成轴承外圈装卡孔，且轴承外圈装卡孔的尺寸与弹支结构类型轴承外圈配合设计；
二、预加工：将锻件依次经过车加工→热处理→粗磨循环加工→细磨循环加工→终磨循环加工，得到待精研轴承外圈；
三、装配：将精研机胎垫(A)的机床安装部(2)嵌入BS122精研机的机床中并固定，将待精研轴承外圈的法兰盘端面一侧与轴承接触部(1)对正面接触并固定，再以轴承外圈装卡部(3)一侧在前形式将支点垫圈(B)沿待精研轴承外圈的滚道端面伸入，至轴承外圈装卡部(3)的端面与BS122精研机的机床接触位置，然后支点垫圈(B)的C型支点连接部(4)与专用C型支点面接触，然后螺栓穿过螺栓孔与BS122精研机的机床连接在一起；
四、精研轴承外圈：对待精研轴承外圈依次进行粗研轴承外圈、细研轴承外圈和终研轴承外圈，得到弹支结构类型轴承外圈；
所述粗研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行粗研轴承外圈，粗研轴承外圈的操作参数：粗研加工时间为15s～25s，主轴转速为200rpm～300rpm，油石振荡频率为1000Hz～1100Hz，油石压力为1.2MPa～1.8MPa；
所述细研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行细研轴承外圈，细研轴承外圈的操作参数：细研加工时间为15s～25s，主轴转速为400rpm～500rpm，油石振荡频率为900Hz～1000Hz，油石压力为1.2MPa～1.8MPa；
所述终研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB6油石作为精研油石进行终研轴承外圈，终研轴承外圈的操作参数：终研加工时间为12s～20s，主轴转速为600rpm～700rpm，油石振荡频率为800Hz～900Hz，油石压力为1.0MPa～1.5MPa。
2.根据权利要求1所述的弹支结构类型轴承外圈精研加工方法，其特征在于步骤四中所述粗研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行粗研轴承外圈，粗研轴承外圈的操作参数：粗研加工时间为15s，主轴转速为233rpm，油石振荡频率为1088Hz，油石压力为1.5MPa。
3.根据权利要求1所述的弹支结构类型轴承外圈精研加工方法，其特征在于步骤四中所述细研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB9油石作为精研油石进行细研轴承外圈，细研轴承外圈的操作参数：细研加工时间为15s，主轴转速为433rpm，油石振荡频率为988Hz，油石压力为1.5MPa。
4.根据权利要求1所述的弹支结构类型轴承外圈精研加工方法，其特征在于步骤四中所述终研轴承外圈过程如下：采用达尔曼CB6油石作为精研油石进行终研轴承外圈，终研轴承外圈的操作参数：终研加工时间为12s，主轴转速为633rpm，油石振荡频率为888Hz，油石压力为1.2MPa。
5.根据权利要求1所述的弹支结构类型轴承外圈精研加工方法，其特征在于步骤一中设计专用工装还包括专用油石夹，与常规BS122精研机的油石夹相比，专用油石夹的底座尺寸轴向延长50mm，径向增加10mm。
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