滿裝滾針軸承外圈滾道加工方法改進(jìn)

羨繼紅，楊德敏，費(fèi)連玲

（1 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 質(zhì)量管理部 ，黑龍江 哈爾濱150036；2 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 熱處理分廠，黑龍江 哈爾濱150036；3 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 推力軸承分廠，黑龍江哈爾濱150036）

1 前言

我廠開(kāi)發(fā)的滿滾針軸承已由試制轉(zhuǎn)為批量生產(chǎn)，在批量生產(chǎn)中有部分加工方法出現(xiàn)一些不足之處。其中熱處理后磨削外滾道及擋邊就是問(wèn)題之一，不僅磨削效率低，有時(shí)還出現(xiàn)燒傷、留邊現(xiàn)象，影響了正常生產(chǎn)進(jìn)度。經(jīng)分析其原因是車加工留量較大及磨削時(shí)冷卻條件較為欠缺造成的。本文將詳細(xì)分析造成以上問(wèn)題的原因，并提出相應(yīng)的解決辦法。

圖1 滿滾針軸承硬車外滾道及擋邊示意圖

2 原外滾道加工方法及不足

2.1 車加工方法及不足

原車削外滾道方法是在數(shù)控車床CYK-52上用兩把車刀依次進(jìn)行車削，見(jiàn)圖 1 所示。首先左車刀軸向快速運(yùn)動(dòng)到左擋邊位置，徑向快進(jìn)一段距離，工進(jìn)切削擋邊后，軸向反向工進(jìn)一段距離大約至滾道中部,再?gòu)较蚬ね艘欢尉嚯x后快進(jìn)，最后軸向快退。加工路線圖如圖 2 所示。右車刀加工方法同左車刀類似。受工件加工方式及刀具影響，車削后滾道中部留下接刀縫。有時(shí)刀具磨損較為嚴(yán)重產(chǎn)生積屑瘤時(shí)，接刀縫有一定的深度。為挽救此現(xiàn)象給下工序留下的缺陷，勢(shì)必增加磨削留量，使磨加工效率較低及容易產(chǎn)生燒傷。車削外滾道同時(shí)也得將擋邊車削出來(lái)，滾道與擋邊車加工完后，勢(shì)必在其交界處留下一個(gè)圓弧R，此R如果過(guò)大將會(huì)使磨削擋邊及外滾道時(shí)砂輪外圓與端面處磨損加劇，致使擋邊與外滾道面積減少，一定程度上影響到產(chǎn)品的使用。為克服上述缺點(diǎn)，在其交界處加工一個(gè)圓弧形砂輪越程槽，同時(shí)也起潤(rùn)滑的作用，所以越程槽又稱作油溝，但槽的寬度與深度都得嚴(yán)格控制，如果加工的尺寸過(guò)小起不到砂輪越程槽的作用，過(guò)大將影響工件的強(qiáng)度及使用壽命。本產(chǎn)品由于自身尺寸決定其油溝尺寸不能過(guò)大，只能以保證產(chǎn)品性能為主，因此帶來(lái)磨削外滾道及擋邊時(shí)容易產(chǎn)生留邊現(xiàn)象，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。從切削方式上看，車刀正向切削時(shí)（前刀面朝上），鐵屑容易粘在前刀面上，影響車刀的散熱，在一定程度上降低刀具壽命，再加上加工空間較為窄小致使切削時(shí)的鐵屑不容易排除，也影響到刀具壽命。從加工路線看，徑向工退、快退、軸向快退動(dòng)作重復(fù)，由于加工空間容不下兩把車刀同時(shí)切削，左車刀加工完后，退刀到原點(diǎn)后，需要刀架自動(dòng)換位到右車刀才可加工。因此換刀也浪費(fèi)一定 時(shí)間。

圖2 左、右車刀加工路線圖

2.2 磨加工方法及不足

磨削方法如圖3所示，砂輪及工件各自以一定的轉(zhuǎn)速同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，利用砂輪與工件的轉(zhuǎn)速差進(jìn)行磨削。磨削外滾道時(shí)因滾道尺寸較小，砂輪外徑受到限制，磨削時(shí)的線速度不能達(dá)到一定數(shù)值。如果一味地提高砂輪轉(zhuǎn)速，由于砂輪的外徑尺寸小帶來(lái)砂輪磨損加劇，使得砂輪磨削狀態(tài)不穩(wěn)定，由此帶來(lái)加工尺寸不穩(wěn)定，其次受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)限制，左擋邊處是封閉狀態(tài)，而右擋邊也是半封閉狀態(tài)，內(nèi)部空降狹小，磨削區(qū)域的冷卻較為困難，工件的表面組織容易發(fā)生相變，即產(chǎn)生燒傷，嚴(yán)重時(shí)將產(chǎn)生裂紋。磨削擋邊難度更大，不但冷卻存在問(wèn)題，而且砂輪外徑較小，所以外徑邊緣處磨損加劇，造成擋邊處產(chǎn)生留邊現(xiàn)象。

由于砂輪兩端面磨削兩擋邊時(shí)形成封閉的空間，冷卻水無(wú)法進(jìn)入，磨削時(shí)幾乎100%產(chǎn)生燒傷。

圖3 磨削外滾道及擋邊示意圖

3 改進(jìn)后外滾道加工方法

3.1 車加工方法

改進(jìn)后采用一把車刀進(jìn)行車削，切削示意圖如圖 4 所示。加工方法是車刀的左切削刃將左擋邊加工出來(lái)，前切削刃把滾道加工出來(lái)，右切削刃將右擋邊加工出來(lái)。切削中不用換刀，這樣加工出來(lái)的表面沒(méi)有接刀縫。工件的旋轉(zhuǎn)方向與原旋轉(zhuǎn)方向相反，車刀屬于反向切削，這樣有利于切屑被切離后，在重力的作用下迅速飛離刀面，有利于刀具的散熱，可提高刀具的壽命。由圖 5加工路線不難看出，其加工路線只是改進(jìn)前的一半。由于沒(méi)有接刀縫滾道表面也就沒(méi)有缺陷，較原方法可相應(yīng)地減少留量。

圖4 改進(jìn)后車外滾道及擋邊示意圖

圖5 改進(jìn)后車刀加工路線圖

3.2 磨加工擋邊改為硬車擋邊

針對(duì)擋邊磨削較為困難的問(wèn)題，擋邊加工采取硬車的方法，滾道加工采取磨削的方法，解決了擋邊燒傷問(wèn)題。硬車的加工方法與圖1加工擋邊略同，刀具結(jié)構(gòu)與加工方法與圖 1 所示略同，本文不再敘述。下面介紹一下刀具材料及切削參數(shù)的選擇，工件在熱處理后加工時(shí)，由于硬度較高，需要較大的切削力必將產(chǎn)生較多的熱量，這些都會(huì)影響刀具的壽命。這就要求刀具有良好的耐磨性能和耐熱性。對(duì)于車削淬火工件，立方氮化硼有很高硬度和耐磨性及耐熱性，但立方氮化硼強(qiáng)度和韌性差、價(jià)格較高，一般適用于精加工，正好適用于擋邊硬車。本產(chǎn)品工件的表面粗糙度要求Ra1.0，應(yīng)用其它刀具材料難于達(dá)到要求。因此，選擇立方氮化硼作為硬車刀具材料。經(jīng)試驗(yàn)選擇切削參數(shù)如下：機(jī)床主軸轉(zhuǎn)數(shù)n=500r/min，走刀量f=0.05mm/r。車削后工件擋邊尺寸公差達(dá)到0.03mm，擋邊平行差達(dá)到0.01mm,符合工藝要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于外滾道加工方法的改進(jìn)，使?jié)L道磨削留量減少，而且擋邊也不用磨削而改為硬車的方法，這樣砂輪端面與擋邊就有了一定間隙，非常有利于磨削時(shí)冷卻液充分進(jìn)入磨削區(qū)域，大大降低了工件燒傷，磨削效率也有所提高，滿足了生產(chǎn)需求。