内圈双挡边圆柱滚子轴承斜油孔加工工艺改进

薛雪，温丽超，张翔

(中国航发哈尔滨轴承有限责任公司，哈尔滨 150027)

为使润滑油能够分布到轴承的整个工作表面及轴上，通常在内圈的非承载区开设油孔、油槽或油沟。油孔用于通油、供油，油沟用于输送和分布润滑油，油槽起贮油和稳定供油等作用。在油孔的加工中，因方向与公共平面相交且有一定夹角，斜油孔较直油孔加工难度大，加工过程中常出现钻头打滑、崩刃甚至折断的问题。现对燃汽轮机主轴轴承斜油孔的加工难点进行分析与阐述，并提出解决方案，为今后类似结构轴承的加工方法提出参考依据。

1 轴承结构特点分析

图1 内圈双挡边圆柱滚子轴承斜油孔结构示意图Fig.1 Structure diagram of oblique oil hole of cylindrical roller bearing inner ring with double ribs

2 工艺难点分析及加工流程的确定

2.1 工艺难点分析及解决方案

2.1.1 斜油孔加工

如果采用普通孔的加工方法直接钻削斜油孔，由于孔中心与钻孔平面不垂直，钻头单侧受力，作用在钻头切削刃上的径向分力会使钻头轴线偏向一侧而弯曲，导致钻头偏移打滑，很难保证孔的位置和钻孔的垂直度要求，钻头也容易崩刃或折断。

解决方案：车削成形后，在内圈外径面圆周方向车削出垂直于2排通油孔中心线的斜坡[1]，并确定两斜坡交点直径尺寸、两斜坡间距、孔中心线到端面的距离等，如图2所示。采用摇臂钻床进行钻孔加工，设计油孔钻模，钻头可通过钻模的导向孔垂直钻入斜坡处。导向孔可起到定向作用，使得钻头受力均匀。钻头垂直于斜坡钻削，能够保证其系统刚性，避免钻头崩刃或折断。

图2 车、钻孔斜面结构示意图Fig.2 Structure diagram of inclined plane after turning and drilling hole

2.1.2 斜油孔与滚道或挡边干涉

双挡边滚子轴承车削加工工艺一般为控制平面尺寸、一侧挡边尺寸和滚道宽度。如果平面尺寸散差大，油沟和斜油孔又分别以两侧端面为基准加工，则斜油孔易与滚道或挡边发生干涉。

解决方案：在车削成形工序后增加软磨两端面[2]，统一端面尺寸，缩小公差，并在车削滚道和挡边时采用控制两侧挡边尺寸的方法，使测量基准与加工基准统一，避免斜油孔与滚道或挡边干涉(图3)。

图3 防止斜油孔干涉的工艺控制方法Fig.3 Process control method for preventing interference of oblique oil hole

2.2 加工流程的确定

根据工艺难点分析，将轴承内圈加工流程确定为：细车内径面、非基面→细车内外径面、基面→软磨两端面→车、钻孔斜面(两斜坡面)→钻端面通孔→去孔边毛刺→钻两排斜油孔→车两面内径油槽→去孔边毛刺→车滚道、挡边→车两面油沟→热处理。

斜油孔的加工安排在车、钻孔斜面之后，可保证钻斜油孔时钻头中心垂直于加工面。在钻斜油孔工序前安排钻端面通孔，可以端面通孔为基准孔，设计专用斜孔钻模，保证斜孔与端面孔的位置关系。

3 钻斜孔工装的设计

根据现有设备情况和套圈结构分析，钻斜油孔工序需安排在台式钻孔机上进行加工，因此设计了斜油孔钻模(图4)。

图4 斜油孔钻模结构图Fig.4 Structure diagram of drilling die for oblique oil hole

1)以套圈外径面和端面为定位面，上压盖板后以螺母、螺栓紧固，限制工件的6个自由度[3]。钻模采用GCr15材料，热处理后硬度为60～65 HRC。

2)将钻模设计为六面体结构，热处理后在其中3个面用电火花的方式打导向孔，孔位置度要求0.05 mm，保证斜油孔位置度要求。打孔面的对侧3个平面为定位面，定位面与水平方向夹角设计为37°±5′，确保斜油孔角度。需明确斜油孔与端面通孔的加工顺序，并确定定位孔，保证两孔的位置关系符合设计要求。

4)钻斜油孔时将模具对正后，置于磁力平台上通磁加工，可保证工装系统稳定性。

4 实际效果

经两阶段试制和生产，钻斜孔的工艺方法能够达到预期效果，满足斜孔位置度<0.1 mm和两侧斜孔位置尺寸为(4.19±0.05)mm的工艺要求，孔表面质量合格(表1)。钻孔模具优化设计方案合理可行。

表1 检测结果Tab.1 Test results