支柱孔滚子加工工艺及工装的改进

丁世平，徐衍行，吕国新

（1.银川市滨河科技学院，宁夏 银川 750021；2. 哈尔滨哈轴精密轴承制造有限公司，黑龙江 哈尔滨 150036；3.西北轴承有限公司，宁夏 银川750021）

支柱孔滚子加工工艺及工装的改进

丁世平1，徐衍行2，吕国新3

（1.银川市滨河科技学院，宁夏 银川 750021；2. 哈尔滨哈轴精密轴承制造有限公司，黑龙江 哈尔滨 150036；3.西北轴承有限公司，宁夏 银川750021）

针对支柱孔滚子加工难度大的问题，对工艺进行了改进，利用齿轮顶尖，确保支柱孔滚子的同轴度；利用双刃镗刀，确保支柱孔的粗糙度，解决了直径95mm以上、长度140mm以上支柱孔滚子加工的瓶颈问题。并且提高了产品的加工质量。

支柱孔滚子；心轴顶尖；齿轮顶尖；双刃镗刀

1 前言

在轴承制造行业中，部分特大型圆锥轴承或圆柱轴承的轴向中心部位设计有圆孔，是一种中部空心的圆锥轴承或圆柱滚子，其中心孔用于贯穿支柱。根据装配要求，支柱穿过圆柱滚子后与两端保持架的端盖相联接，以隔离圆柱滚子。所使用的保持架是支柱焊接保持架，或支柱电铆保持架，组成滚子—保持架整体组件。

现以支柱孔圆柱滚子为例，如图1，分析说明圆锥齿轮自定心顶尖，在支柱圆柱滚子加工中的应用。

2 原加工工艺

SK40P原开的车加工工艺是：锯断（HA-400）→车外径（SK40P）（车滚子一半）细车端面、外径倒角、钻中心孔、钻孔、车穴、倒内孔倒角→车夹头外径（车滚子另一半）、第二端面、外径倒角、车穴、倒内孔倒角。该工艺适合加工支柱孔滚子最大直径在95mm以下、长度在140mm以下的滚子。

3 存在的问题

对于最大直径在95mm以上、长度在140mm以上的支柱孔滚子，受SK40P数控机床径向行程与轴向行程的限制，并且该机床在小托板上装有钻孔的辅助刀架，因此无法按原工艺加工。

以NFP6/730/C9支柱孔圆柱滚子为例，如图1所示，分析带有支柱孔类圆柱滚子在加工中存在的问题。该滚子所用材料为GCr15SiMn、硬度60～62HRC、直径120mm热锻棒材，钻孔内径表面粗糙，经过热处理后，表面的氧化皮无法去除干净，组装成轴承后，孔内径与支柱发生摩擦，氧化皮掉入滚道，会造成轴承早期失效的潜在危险。

加工外径留有夹根，端面、凹穴及倒角，外径留有1.5mm余量，两端面留磨量，用普通车床C7620，钻直径24mm的孔，钻孔时每钻进40mm就得退刀排屑，辅助时间长。掉头车另一端面、倒角、车凹穴。

内径加工完后，车床细车加工外径时，采用夹盘夹持圆柱形胎具，将圆柱滚子内径套在胎具的心轴顶尖上，如图 2 所示，细车加工圆柱滚子的外径，以确保φ24与φ113的同轴。

图1 NFP6/730/C9支柱孔圆柱滚子

图2 细车滚子外径装夹示意图

胎具心轴顶尖与圆柱滚子内径24mm相吻合，心轴顶尖A表面的粗糙度Ra3.2，心轴所用材料为45号钢，热处理硬度38～40HRC，以确保胎具心轴有一定的强度。

胎具的心轴顶尖长期使用，心轴顶尖会有较大磨损，造成与圆柱滚子支柱孔配合间隙较大，使圆柱滚子在旋转过程中与主轴同轴度不稳定，时有打刀现象发生，此种胎具传递扭矩较小。车制圆柱滚子外径时，如同轴度偏大，圆柱滚子端面与胎具A端面发生滑动现象，造成圆柱滚子端面与胎具A端面有划伤现象。

由于圆柱滚子的规格不同，支柱滚子孔内径有不同工艺尺寸，每一规格的圆柱滚子就要加工制作一种胎具，使胎具通用性差。给胎具的制作与保管带来不必要的麻烦，浪费有效资源，生产效率低下。

4 胎具心轴改进

（1）经过多次论证，根据现有的设备加工能力以及图纸的技术要求，重新设定产品加工工艺。

（2）改进后工艺路线为：锯断（HA-400）→粗车外径（外径车圆柱滚子一半，外径给细车留1.5mm的细车量）（SK40P）、第一端面、车凹穴槽、倒角、钻中心孔→粗车夹头外径，端面、倒角、车凹穴槽、钻中心孔→钻内径孔（Z35）留量0.6mm→双刃成形镗刀镗24孔（SK40P）、→双顶尖顶内径孔精车外径（SK40P）。

（3）把胎具的心轴顶尖改为圆锥齿轮顶尖。如图 3 所示，用三爪夹盘夹紧齿轮顶尖。

图3 圆锥齿轮顶尖

（4）减少顶尖与圆柱滚子支柱孔的接触面积，使顶尖与圆柱滚子的端面不发生接触，避免圆柱滚子端面的划伤。增大圆锥齿面与圆柱滚子支柱孔之间的压力，使传动的扭矩增大。

（5）圆锥齿顶尖与圆柱滚子支柱内孔没有间隙存在，车制圆柱滚子外径时，确保内径与外径的同轴度，支柱孔口部有圆锥齿顶尖挤压痕迹。此压痕可做标记使用，工艺设计允许。

（6）另一端面活顶尖改用液压油缸顶紧，确保顶尖预紧力稳定不变，装卸产品方便快捷，圆柱滚子无滑动现象发生。此种加工方法在车制圆锥支柱孔滚子时，一次装夹，外径即可加工成型，效率更高，减小辅助时间，极大降低劳动强度。

（7）结构简单，便于制作，通用性强，质量稳定，生产效率提高五倍，圆柱滚子的粗车、细车均能够加工。

（8） 支柱孔的精镗0.6mm的量在SK40P机床加工，以确保φ24与φ113的同轴。利用成型合金双刃镗刀精镗直径24mm的孔，效率是车床精加工支柱内孔的 3 倍。双刃镗刀如图 4 所示。圆柱滚子支柱孔精镗后，表面粗糙度可达到Ra3.2，热处理后孔内表面无氧化皮产生。

图4 双刃镗刀

5 结束语

经过多次试制改进工艺，加工出的支柱孔圆柱滚子、支柱孔圆锥滚子完全符合工艺设计要求，生产效率显著提高，减少机床的装夹次数。圆锥齿顶尖可做几种不同的齿数，圆锥齿的齿宽可以做2.5mm、2mm、1mm，三种不同的齿宽。在加工支柱孔圆柱滚子时，在凹穴处压有不同的痕迹，以示区别不同批次的加工产品，根据痕迹做加工记录，方便产品的追踪。

（编辑：钟 媛）

Improvement on processing technology and tooling of pillar hole roller

Ding Shiping1, Xu Yanhang2, Lv Guoxin3
( 1. Yinchuan City Riverside College of Science and Technology, Yinchuan 750021, China; 2. Harbin Hazhou Precision Bearing Manufacturing Co., Ltd., Harbin 150036, China; 3. Northwest Bearing Co., Ltd., Yinchuan 750021, China )

In order to solve the diff i cult problem of pillar hole roller in processing, the technology was improved by using top gear to ensure the coaxiality of pillar hole roller,and using double -edge boring cutter to get appropriate roughness of pillar hole. It solved the bottleneck problem of roller with diameter of more than 95mm and length of more than 140mm. The procesing quality of product was also improved.

pillar hole roller; spindle top ;top gear;; double-edge boring cutter

TH133.33+2

B

1672-4852（2017）01-0041-02

2016-12-16.

丁世平（1982-），男，工程师.