滚子轴承保持架异形锁点加工工艺

发布时间：2022-10-05 10:03 热度：

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　　关键词:滚子轴承;保持架;异形锁点;插铣;加工工艺

　　滚子轴承保持架兜孔锁点用来将滚子、保持架和单个套圈组合为一个整体，锁点的大小直接影响保持架的锁量。锁量过小会在安装使用过程中出现掉滚子现象;锁量过大又会使滚子卡死[1-2]。传统锁点的加工方法有2种:一种是通过滚轮挤压、滚压等变形方法，使青铜、黄铜等有色金属保持架梁产生塑性变形以锁住滚子;另一种是在保持架兜孔两侧的内径或外径凸台处设计带有一定半径R的圆弧形槽，压弯槽边缘以锁住滚子。但有些保持架的材料、结构受限，无法设计成上述结构，故需对带异形锁点的保持架加工工艺进行研究。

　　1异形锁点保持架结构

　　某型轴承保持架材料为40CrNiMoA，尺寸为66mm×57mm×12.4mm，内径槽尺寸为57.7mm。保持架内径台阶处设计有18个呈W形的异形槽锁点，槽边缘至槽底深度为1.22mm，槽开口宽度仅0.5mm，槽边倾斜角度为5°，槽底为R=0.25mm的圆滑过渡(图1局部视图)。其设计的目的是将异形槽弯爪后锁住滚子，在轴承套圈分解后滚子和保持架不会散套。由于保持架材料硬度高，且异形槽凹陷在内径台阶内侧，如果采用传统铣削或滚轮压印的方法加工，铣刀将与工件内径台阶发生干涉，因此现有加工技术无法实现W形异形槽的加工。

　　2加工工艺分析

　　2.1电火花加工

　　通过线切割的方法制作W形电极，沿径向方向进给进行试制加工，同时通过机床主轴进行分度来控制保持架异形槽锁点的等分加工。通过电火花加工的产品尺寸基本能达到要求，但由于电极尖端厚度仅为0.5mm，在加工过程中电极不断损耗，加工3～4个异形槽就要更换电极，加工效率低。对加工后产品进行探伤检测，产品表层约有55μm烧伤变质层。由于异形槽锁点后续进行弯爪处理时锁点表面易产生微裂纹，可能引起轴承在使用过程中个别锁口脱落，致使滚道中有异物存在，进而导致轴承回转过程中滚道内发生剥离或辗伤现象，造成轴承早期失效[3]。因此电火花加工方法不适合。

　　2.2插铣加工

　　运用加工中心的宏程序编程，利用快速进、快速退功能，同时避开端面的干涉。通过设计专用成形刀具和夹刀器，将刀具用夹刀器固定后装夹在加工中心主轴上，使刀具相对工件径向进给和上下往复运动，每一刀动作类似插床加工的方法，多次进给分层切削完成W形异形槽的加工，同时利用C轴分度控制保持架兜孔等分。2.2.1专用刀具设计40CrNiMoA硬度为28～35HRC，故刀具选用钨系高速钢W18Cr4V，其具有较高的硬度(62～66HRC)、强度、韧度和耐热性[4-5]，刀柄尺寸选择14mm×14mm，刀具长度选择35～40mm，前端为半锥形，刀头采用线切割加工呈W形专用成形刀具，之后磨削出刀具前角及后角，前角设计为10°左右，后角设计为5°[6]，并对刀具底部进行避空处理，如图2所示。2.2.2夹刀器设计夹刀器(图3)上半部分设计为12mm的直刀杆，长度为25mm，与加工中心ER弹性夹头连接，下半部分设计成与专用刀具相配合的结构，并采用螺钉紧固的方式固定。将专用刀具及夹刀器固定后，装配实物如图4所示，装夹在RFMV150(3+2)立式加工中心上，该加工中心采用FANUCOi系统，具有主轴定向停止和定位功能。利用M19指令将加工中心主轴定向锁紧，并在内槽处轴向方向进行避空处理，采用G00指令进行上下快速往复进给，加工进给示意图如图5所示。利用加工中心主轴定向锁紧功能，在宏程序中使用条件判断语句，沿图5中所示方向进行分层插削。一个异形槽锁点加工完成后，利用主轴分度控制保持架异形槽的等分加工。槽边倾斜角及槽底尺寸由刀具保证，槽深由于开口较小无法测量，采用测量内径槽梁芯宽b1及兜孔锁点端部尺寸b2来间接保证。加工后的产品内径槽梁芯宽b1及兜孔锁点端部尺寸b2符合产品图要求。保持架精度具体检测数据见表1，加工后的产品满足技术要求。

　　3结束语

　　通过加工中心主轴定向锁紧功能，利用专用刀具和夹刀器进行多刀插铣进给，实现异形槽锁点的加工，满足产品精度要求，解决轴承保持架异形锁点的加工难题。在钢制保持架兜孔锁点加工方面实现了创新，也实现了加工中心的创新使用。

　　参考文献:

　　[1]邹德鹏，宋明德，刘焕东.在装配中加大M形保持架锁量的方法[J].轴承，2005(6):13-14.

　　[2]康华，高国庆.角接触球轴承实体保持架内径压印锁量工艺改进[J].轴承，2000(5):10.

　　[3]赵红霞，徐珍，吕国新.推力球轴承实体保持架的优化设计[J].哈尔滨轴承，2016，37(2):9，13.

　　[4]于启勋，朱正芳.刀具材料的历史、进展与展望[J].机械工程学报，2003，39(12):62-66.

　　[5]李正邦.发展我国高速钢的战略[J].中国钨业，2004，19(5):1-7.

　　[6]陈帅，王超，冯振，等.40CrNiMoA外悬梁保持架加工工艺改进[J].轴承，2017(11):29-30.

　　作者：赵传扬 杨晓英 姚海波 郭晓玉 陈帅 单位：河南科技大学机电工程学院 中国一拖集团有限公司大拖装配厂 航空精密轴承国家重点实验室