CN111098093A

CN111098093A - 一种超薄壁轴承保持架的加工工艺

Info

Publication number: CN111098093A
Application number: CN201911373741.3A
Authority: CN
Inventors: 刘兢; 韩涛; 姜维; 刘凯歌; 李凌鑫; 叶亚飞; 丁健; 王俊峰; 武魁
Original assignee: Luoyang Bearing Research Institute Co Ltd
Current assignee: Luoyang Bearing Research Institute Co Ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2039-12-27
Also published as: CN111098093B

Abstract

一种超薄壁轴承保持架的加工工艺，涉及机械加工技术领域，包括步骤：1）车一端面、倒角；2）车另一端面、倒角、切断；3）稳定处理；4）平两端面并倒角；5）粗车外径、倒角；6）粗车内径、倒角；7）稳定处理；8）精车内径、倒内角；9）采用工装夹具对钻铣兜孔；10）精车外径、倒外角；11）除毛刺；12）终检；13）包装。本发明有益效果：本发明解决了现有超薄壁轴承保持架加工过程中多种原因造成的变形问题。

Description

一种超薄壁轴承保持架的加工工艺

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种超薄壁轴承保持架的加工工艺。

背景技术

超薄壁轴承多用在空间受限的环境，多用于航空、航天等领域，要求精度高、尺寸系列全、质量一致性好。保持架作为轴承重要组成部分，在轴承旋转的过程中起着至关重要的作用，引导并带动滚动体在滚道滚动并防止轴承转动时滚动体相互碰撞和摩擦。原加工非金属保持架较为成熟的工艺为：车一端面、倒角→车另一端面、倒角、切断→稳定处理→平两端面并倒角→粗车外径、倒角→粗车内径、倒角→钻铣兜孔→稳定处理→精车内径、倒内角→精车外径、倒外角→除毛刺→终检→包装，加工非金属保持架工艺是钻铣兜孔后再进行精车内外径，以保证前几步加工工序所造成的加工应力而造成的保持架变形在精车内、外径后能够消除，该工艺对于大多数非金属保持架加工时没有问题的，但超薄壁保持架壁厚在0.08~1mm之间且为非金属材料，其壁厚远远小于正常其他非金属材料的壁厚，如果钻铣兜孔后再进行精车内、外径，会造成在不同机床上装夹及在工序流动中产生变形，其变形量较大，而导致成品保持架达不到技术要求的精度，圆度超差，导致安装之后成品超薄壁轴承旋转不灵活，形成卡滞现象，严重可能会造成主机损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超薄壁轴承保持架的加工工艺，解决现有的超薄壁轴承保持架加工过程中多种原因造成的变形问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种超薄壁轴承保持架的加工工艺，包括以下工艺步骤：1）车一端面、倒角；2）车另一端面、倒角、切断；3）稳定处理；4）平两端面并倒角；5）粗车外径、倒角；6）粗车内径、倒角；7）稳定处理；8）精车内径、倒内角；9）采用工装夹具对钻铣兜孔：在精密车床上用合金钻头钻孔，为后续铣孔留出0.1~0.15mm的加工余量，然后再用铣刀铣除余量，达到实体保持架成品的兜孔尺寸要求；10）精车外径、倒外角；11）除毛刺；12）终检；13）包装；所述步骤9）钻铣兜孔和步骤10）精车外径、倒外角时均将保持架安装于工装夹具上进行加工。

本发明所述钻铣兜孔的具体加工参数为：机床主轴转速1800~2000mm/min，进给量0.05~0.10mm/r，铣兜孔时，转速2000~2500mm/min，进给量0.03~0.05mm/r。

本发明所述步骤9）和步骤10）采用的工装夹具包括芯轴及套设于芯轴上用于支撑保持架的下模，下模的截面为“凸”形，下模的上部凸台外壁上套设有用于支撑保持架内圆的胶木管，胶木管与下模的凸台外壁紧密配合，保持架套设于胶木管上，保持架的下端面与下模的下台阶面接触，保持架的顶部设有垫片，垫片上方的芯轴上设有螺纹，螺母与螺纹配合旋紧压紧垫片。

本发明所述上模的下台阶面与保持架的下表面之间设有拆卸环，拆卸环套设于下模的凸台上。

本发明所述保持架与胶木管之间滑配且安装完成后胶木管高度低于保持架高度0.15~0.2mm。

利用该工装夹具进行加工的具体方法为：一、将芯轴通过螺钉安装在机床刻度盘上；二、将下模套在芯轴上，此时下模内圆要求与芯轴滑配；三、将拆卸环套在下模上，以方便加工完成的保持架顺利取出且不接触保持架，防止人为取出保持架造成保持架的变形；四、将保持架套在胶木管上，要求滑配且安装完成后胶木管高度低于保持架高度0.15~0.2mm，使得加工过程中保持架不会窜动；五、将垫片通过芯轴螺纹处压在保持架上端；六、通过螺母紧固压紧垫片，其中要求保持架外圆直径大于垫片外圆直径，满足需要的车削余量即可。

本发明的有益效果是：本发明具有以下优点：

（1）本发明加工工艺与现有加工工艺的不同在于，先精车内径，再钻铣兜孔，最后进行精车外径，先精车内径，以内径作为基准放置在设计的工装夹具上，钻铣兜孔后不进行拆卸立即进行精车外径，与现有加工工艺相比较防止多工序加工时运输过程中的人为拿捏造成保持架变形。并且本发明的加工工艺增加了钻兜孔后再进行铣兜孔，使得铣后的兜孔尺寸及加工精度稳定，尺寸公差较小，并且兜孔表面质量得到进一步的提升，兜孔内肉眼观察不到加工痕迹。

（2）钻铣兜孔与精车外径在同一个工装夹具上进行加工，保证了钻铣兜孔所造成的轻微变形可由精车外径消除，且保持架内圆和本发明的工装夹具紧密配合，钻铣兜孔及精车外径不会对内圆产生变形。

（3）本发明加工工艺不仅能适用于超薄壁轴承保持架的加工，还能适用于其他非金属材料保持架的加工。

附图说明

图1为本发明保持架的俯视结构示意图；

图2为本发明钻铣兜孔及精车外径所使用工装夹具的主剖示意图；

图中标记：1、芯轴，2、下模，3、拆卸环，4、保持架，5、垫片，6、螺母，7、胶木管。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式（实施例）进行描述，使本领域的技术人员能够更好地理解本发明。

一种超薄壁轴承保持架的加工工艺，具体包括以下步骤：

一、车一端面、倒角：对毛坯料进行其中一端面加工；

二、掉头车另一端面、倒角、切断：对另一端端面进行加工，然后切断；

三、稳定处理：在110°±3°温度下进行稳定处理，使前面加工工序应力释放；

四、平两端面并倒角：以图纸工艺为加工标准，精车第一端面和第二端面，使得第一端面和第二端面之间的距离达到实体保持架成品的两端面之间的尺寸要求，即两端面平行差达到0.04-0.06mm，平面锥度0.01-0.02mm，高度散差在0.01mm以内；

五、粗车外径、倒外角：车外径后为后续工序留1~1.1mm的加工余量；

六、粗车内经、倒内角：车内径后为后续工序留1~1.1mm的加工余量；

七、稳定处理：在110°±3°温度下进行稳定处理，使前面加工工序应力释放；

八、精车内径、倒内角：使内圆直径达到实体保持架成品的内圆直径要求；

九、钻铣兜孔：在精密车床上，通过工装夹具固定保持架，然后用合金钻头钻孔，为后续铣孔留出0.1~0.15mm的加工余量，然后再用铣刀铣除余量，达到实体保持架成品的兜孔尺寸要求；

十、精车外径、倒外角：在精密车床上，通过工装夹具固定保持架，使外圆直径达到实体保持架成品的外圆直径要求；

十一、除毛刺：去除实体保持架上所有锐角及毛刺；

十二、终检：采用光学测量仪对加工好的轴承保持架的外径尺寸进行测量，对外观进行检测；

十三、包装。

本发明使用的工装夹具的具体结构如图2所示，包括芯轴1及套设于芯轴1上用于支撑保持架4的下模2，下模2的截面为“凸”形，下模2的上部凸台外壁上套设有用于支撑保持架4内圆的胶木管7，胶木管7与下模2的凸台外壁紧密配合，保持架4套设于胶木管7上，保持架4的下端面与下模2的下台阶面接触，保持架4的顶部设有垫片5，垫片5上方的芯轴1上设有螺纹，螺母6与螺纹配合旋紧压紧垫片5。上模2的下台阶面与保持架4的下表面之间设有拆卸环3，拆卸环3套设于下模2的凸台上；所述保持架4与胶木管7之间滑配且安装完成后胶木管7高度低于保持架4高度0.15~0.2mm。

由于加工工序步骤四已经将保持架端面加工至成品尺寸，所以保持架平面的尺寸和精度都已经达到了技术要求。以平面作为基准精车内径，可以保证加工出的内圆满足技术要求。

精车内径、钻铣兜孔及精车外径三步工序都用同一台高精度机床进行加工，该机床带有动力头，可代替数控加工中心进行钻铣兜孔，既能加工兜孔又能进行车加工，减少了人为接触保持架的时间，防止多工序加工时运输过程中的人为造成的保持架变形。

后续钻铣兜孔是以内圆作为基准进行加工，内圆后续不变形是兜孔能不能加工好的关键，所以在设计工装夹具的时候考虑内圆不能受夹具影响变形和内圆外观不能收到划伤，所以在下模凸台处设计装上一个胶木管，要求胶木管与下模凸台紧密配合，不能有任何松动旋转，胶木管要求与保持架内圆滑配，非金属之间摩擦不会产生划痕，钻铣兜孔时内圆由于胶木管的支撑也不会产生变形。

加工兜孔及精车内径工序步骤如下：一、先将芯轴1通过螺钉安装在机床刻度盘上；二、再将下模2套在芯轴1上，此时下模2内圆要求与芯轴1滑配；三、将拆卸环3套在下模2上，以方便加工完成的保持架4顺利取出且不接触保持架4，防止人为取出保持架4造成保持架4的变形；四、将保持架4套在胶木管7上，要求滑配且安装完成后胶木管7高度低于保持架4高度0.15~0.2mm，低于保持,4高度是因为后续使用垫片5能压紧保持架4，使得加工过程中保持架4不会窜动。此高度也不能太低，太低会在钻铣兜孔过程中因无有效支撑而产生变形；五、将垫片5通过芯轴1螺纹杆处压在保持架4上端；六：通过螺母6紧固压紧垫片5。其中要求保持架4外圆直径略大于垫片5外圆直径，即需要的车削余量即可。

步骤九中的钻头钻兜孔时的加工参数：机床主轴转速1800~2000mm/min，进给量0.05~0.10mm/r，铣兜孔时，转速2000~2500mm/min，进给量0.03~0.05mm/r。钻兜孔时，主轴转速需要稍高，进给量稍多一点，以防止在钻兜孔时产生的热量而导致兜孔钻时发胀，而钻完孔后孔的尺寸出现缩回；而用成形铣刀铣兜孔时，此时兜孔留量0.1~0.15mm，需要铣刀进给量稍慢，转速稍高于钻兜孔时的转速，以保证保持架兜孔的表面质量，达到兜孔内部无明显加工痕迹的效果。

Claims

1.一种超薄壁轴承保持架的加工工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：1）车一端面、倒角；2）车另一端面、倒角、切断；3）稳定处理；4）平两端面并倒角；5）粗车外径、倒角；6）粗车内径、倒角；7）稳定处理；8）精车内径、倒内角；9）采用工装夹具对钻铣兜孔：在精密车床上用合金钻头钻孔，为后续铣孔留出0.1~0.15mm的加工余量，然后再用铣刀铣除余量，达到实体保持架成品的兜孔尺寸要求；10）精车外径、倒外角；11）除毛刺；12）终检；13）包装；所述步骤9）钻铣兜孔和步骤10）精车外径、倒外角时均将保持架安装于工装夹具上进行加工。

2.根据权利要求1所述的一种超薄壁轴承保持架的加工工艺，其特征在于：所述钻铣兜孔的具体加工参数为：机床主轴转速1800~2000mm/min，进给量0.05~0.10mm/r，铣兜孔时，转速2000~2500mm/min，进给量0.03~0.05mm/r。

3.根据权利要求1所述的一种超薄壁轴承保持架的加工工艺，其特征在于：所述步骤9）和步骤10）采用的工装夹具包括芯轴（1）及套设于芯轴（1）上用于支撑保持架（4）的下模（2），下模（2）的截面为“凸”形，下模（2）的上部凸台外壁上套设有用于支撑保持架（4）内圆的胶木管（7），胶木管（7）与下模（2）的凸台外壁紧密配合，保持架（4）套设于胶木管（7）上，保持架（4）的下端面与下模（2）的下台阶面接触，保持架（4）的顶部设有垫片（5），垫片（5）上方的芯轴（1）上设有螺纹，螺母（6）与螺纹配合旋紧压紧垫片（5）。

4.根据权利要求3所述的一种超薄壁轴承保持架的加工工艺，其特征在于：所述上模（2）的下台阶面与保持架（4）的下表面之间设有拆卸环（3），拆卸环（3）套设于下模（2）的凸台上。

5.根据权利要求3所述的一种超薄壁轴承保持架的加工工艺，其特征在于：所述保持架（4）与胶木管（7）之间滑配且安装完成后胶木管（7）高度低于保持架（4）高度0.15~0.2mm。

6.根据权利要求4所述的一种超薄壁轴承保持架的加工工艺，其特征在于：利用该工装夹具进行加工的具体方法为：一、将芯轴（1）通过螺钉安装在机床刻度盘上；二、将下模（2）套在芯轴（1）上，此时下模（2）内圆要求与芯轴（1）滑配；三、将拆卸环（3）套在下模（2）上，以方便加工完成的保持架（4）顺利取出且不接触保持架（4），防止人为取出保持架（4）造成保持架的变形；四、将保持架（4）套在胶木管（7）上，要求滑配且安装完成后胶木管（7）高度低于保持架（4）高度0.15~0.2mm，使得加工过程中保持架（4）不会窜动；五、将垫片（5）通过芯轴（1）螺纹处压在保持架（4）上端；六、通过螺母（6）紧固压紧垫片（5），其中要求保持架（4）外圆直径大于垫片（5）外圆直径，满足需要的车削余量即可。