用于轴承保持架模具加工的通用夹具的设计

王畔畔

（哈尔滨轴承集团有限公司 工艺技术处，哈尔滨 150025）

1 前言

轴承是现代工业设备中必不可少的零部件，轴承制造业属于一种劳动密集型产业，且利润较低。因此在轴承加工过程中，需要经常对生产过程和生产工艺进行优化改进，以提高生产效率、降低生产成本。我公司在加工圆锥滚子轴承保持架时，需要针对不同尺寸型号的保持架设计对应的角度夹具，由于轴承产品品种多，所对应的冲孔模具种类也多，加工冲孔模具的角度夹具也就越来越多。这样既增加了工装夹具的储存成本，也增加了工装生产成本，延长了生产周期；同时夹具利用率较低，间接造成生产成本增加，资金循环周期延长。为了降低成本、提高生产效率，需要设计一种能兼容多种保持架冲孔模具的角度夹具，使用该种夹具可加工更多类型的保持架冲孔模具。

2 保持架孔的加工

圆锥滚子轴承是由内圈、外圈、保持架和滚动体构成的，其中保持架一般是用模具来加工的，特别是保持架上放置滚动体的筐孔，大部分都是用冲孔模具冲出来的。冲孔的上模如图1 所示。

图1 冲孔上模示意图

这个上模的作用是通过压力机的压力把放在下模上的保持架冲出所需要的保持架筐孔的形状，这个筐孔的形状也就是上模头部的形状，即带α角度的筐形孔。因为上模的头部形状也就是它的成形面是带角度α的斜面，这个带角度的斜面无法在磨床上直接加工出来，需要把上模装夹到专用角度夹具上来磨头部的α角度面，然后再进行加工。

3 现有的加工方式

目前每加工一个上模就需要设计一个专用角度夹具，如图2 所示。因为所有上模的柄部尺寸只有φ30 mm 或φ45 mm 两个规格，所以中心孔的尺寸按φ30 mm 或φ45 mm 设计，侧面α的角度就是上模成形部分的角度。加工上模时，把柄部插入中心孔内，两个 M8 螺丝分别从径向和轴向两个方向把上模固定住，角度夹具的角度面吸在磨床的工作面上，利用设备进行平面磨削；当上模成形部分磨平时，砂轮就把上模成形部分一侧的角度α加工完成了；磨完一面直接把角度夹具翻过来磨削加工另一面，这样就把上模成形部分另一侧的角度也加工完成，模具的上模角度部分也就加工完成了。

图2 专用角度夹具示意图

4 改进后的通用角度夹具

4.1 技术方案

通用角度夹具的设计如图3 所示，胎体 1 的上下两面各铣有两个对称的 V 形槽，V 形槽里放两个长 50 mm 的圆柱滚子 3，两个滚子之间的距离是固定的，这样方便计算H的高度；量块放在滚子的上面，量块的高度是通过高度H计算得出的，用来保证α的角度，量块的上面是压板 2；通过调整螺栓 4 来固定量块和上模，为了保证精度将调整螺栓设计成球头结构，使其保持球面接触，以保证夹具角度的稳定性。在加工工艺上，为了减少误差和保证加工精度，四个圆柱滚子必须一次装夹同时加工；在胎体加工上，采用先在磨床磨好各平面，再以各平面找正，用线切割机床加工好四个 V 形槽，以保证各槽的对称度、垂直度和平行度的要求。

图3 通用角度夹具示意图

4.2 工作原理

当加工新规格的上模时，用两滚子之间的距离乘以角度α的正切值可以算出H的高度，量块的高度也就是L的尺寸：L= cosα*H，通过量块高度L可得到α的角度，即上模成形面的角度。调整螺栓上部分通过压板固定住量块，保证量块的稳定性，调整螺栓下部分压在上模的柄部，保证上模的稳定性。使用时，角度面放在磨床工作面上，这样上模的成形部分就倾斜了α角度，砂轮是平面磨削，当上模成形部分磨平时，α角度就磨出来了。同理，磨完一面直接把通用夹具翻过来磨另一面，这样上模成形部分的另一侧的角度也磨出来了。这样在加工不同角度的模具时，只需要更换不同高度的量块，即可得到对应的角度夹具了。

5 通用角度夹具的优势

改进后的夹具由于不用一个上模对应设计一个专用夹具，只需要通过微调调整螺栓，利用α的角度计算出量块的高度，通过更换量块就可以达到使用一套通用夹具加工多种上模的效果，使夹具工装具备了良好的通用性。既极大地节省了工装夹具的储存成本，又降低了工装夹具的生产成本，缩短了生产周期，提高了生产效率；间接缩短资金的循环周期，降低了圆锥滚子轴承的生产成本，提升了该类型轴承的利润空间和市场竞争力。

6 结束语

通过设计通用的角度夹具，减少了一对一设计专用夹具的人力成本和生产成本，避免了多种角度夹具造成的存储成本，提高了工装利用率。在实际生产过程中，提高了生产效率，缩短了模具的加工周期，降低了生产成本。