[word doc]第三代轮毂轴承磨加工工艺

[word doc]第三代轮毂轴承磨加工工艺 第三代轮毂轴承磨加工工艺 第三代轮毂轴承磨加工工艺 洛阳LYC轴承有限公司(河南471039)贾峰一徐卫东吴晓明曲红利 轮毂轴承的主要作用是承重和为轮毂的转动提供精 确引导,它既承受轴向载荷又承受径向载荷,是一个非 常重要的零部件.传统的汽车车轮用轴承是由两套圆锥 滚子轴承或球轴承组合而成的,轴承的安装,涂油,密 封以及游隙的调整都是在汽车生产线上进行的. 第三代轮毂轴承普遍采用摇辗技术(Swaging)自 锁半内圈,摇辗过程中对带法兰盘的轮毂轴端施加轴向 载荷,使其变形来固定半内圈.与传统的螺母紧固相 比,这种轮毂轴端摇辗方式具有几大优点:第三代轮毂 轴承(非驱动轮用)有助于减小体积和重量,同时降低 成本;第三代轮毂轴承(驱动轮用)在组装到汽车之前 已经预置了载荷,因此免去了调整内部零部件位置的步 骤等.采用了摇辗技术的第三代轮毂轴承无论是用于驱 动轮还是非驱动轮都具有以上优点. 1.第三代轮毂轴承工艺难点 第三代轮毂轴承有以上很多优点,但是对于轴承工 3.夹具设计 专用多工位夹具的设计使用是工艺改进的重要内 容.图3所示是我们设计的夹具,图示为两工位,实际 生产中可设计更多工位.夹具由定位元件,夹紧装置, 联接元件等组成.定位元件包括定位板,菱形销和圆柱 销,定位板需有一定的厚度,保证工件夹紧时不变形, 中间台阶孔露出零件的加工部位.夹紧装置由压块,支 承钉,螺套,手柄等组成.压块要有一定的浮动,为防 止压坏工件面,压块上需镶一层尼龙.联接元件有底 板,定位键等,利用加工中心工作台面上T形槽,使之 与加工中心稳定联接.夹具还有一关键零件立柱,所有 图3 1.底板2.菱形销3.压板4.支承钉5.圆柱销6.螺套 7.定位板8.立柱9.手柄lO.定位键l1.T形螺钉 盥兰!星兰兰塑 WWW.meta|working1950.com 参磊工~,ljn-r 的立柱需等长配作,这样才能保证图示平行度要求,从 而保证密封槽精度.这样的设计只需将零件的两个联接 孔放入夹具的定位销中,用手柄转动支承钉将压块夹紧 零件,即可进行加工.使用相同的可一次装夹多个 零件,以提高加工效率. 4.结语 这种多路换向阀阀体片间密封槽的加工工艺,经过 验证,已纳入正常生产的工艺文件中.表面粗糙度值可 达到R=3.21a,m,尺寸稳定,加工效率高.但也有不足 之处,当密封圈槽直径或槽宽过大时,加工将会振刀, 槽底出现振纹;当密封圈槽直径或槽宽过小时,直接车 铣或立铣更经济便捷.因此,该工艺方法有一定的加工 范围,工件直径一般是30,lOOmm,槽宽是5mm以下 (直径大于80mm与槽宽大于4mm需减少铣削刃),槽深 1—1.5mm,槽深过大可分刀切削.另外,这种专用铣刀 磨损后修磨难度大,一般会整体报废,不够经济.我们 现在正在改进设计,改刀片焊接式为机夹式,装上数控 车用的槽刀片,这样会提高切削速度.品种齐全的槽刀 片能满足不同形状的密封圈槽,刀片磨损后还可更换, 铣刀刀体可连续使用,更经济实惠,适用于大批量的零 件加工.可调的刀夹适用于不同直径的密封圈槽,增强 零件加工的通用性.MW(收稿日期:20100805) 艺的编制和加工却带来很多难点,该轴承已经不是传统 上的轴承4大件,是含有多达9个零件的双列角接触球 轴承(见图1).外圈是双沟道,带有安装法兰盘,外 径有多个台阶. 图1 内圄由内轴圈和内圈组成,内轴圈带有安装法兰 盘.针对第三代轮毂轴承的结构特点,有以下加工难 点:?第三代轮毂轴承材料采用50Mn,沟道表面中频感 应淬火,套圈其他部位不进行热处理.因该产品结构紧 凑,表面淬火将引起法兰盘以及法兰盘上的安装孔,定 位孑L的变形.?外圈沟道位置的,产品图要求以法 兰盘A面为基准控制一沟道位置,在产品加工过程此尺 寸无法直接检测.?内轴圈长度长,轴一端面直径与另 一 端面法兰盘外径尺寸差100mm以上.因此法兰盘端 面及内轴圈端面,外径表面磨削加工困难. 2.外圈磨加工工艺研究 根据产品图样的要求,该轴承精度等级为P4级, 为保证产品加工精度,采用三遍磨削加工循环:初磨循 环一细磨循环一终磨循环,在初磨循环后附加回火,稳 定材料组织,减少磨削应力产生的变形. 因外圈的结构特殊,淬火前车加工对磨削加工留量 进行了调整.外径表面,内径表面留量增大两小级,沟 道表面中频感应淬火变形存在不确定性,留量也适当增 大.并且为了减小磨削应力,65%的磨加工留量在初磨 加工工序完成. 考虑到热处理变形对法兰盘以及法兰盘上的安装 孔,定位孔精度的影响,工艺安排初磨循环后返车工加 工法兰盘以及法兰盘上的安装孑L,定位孔. 外圈沟道位置产品图要求以法兰盘A面为基准控制 一 沟道位置,在产品加工过程,该尺寸无法直接检测. 经基准转换,以法兰盘A面为基准检测端面,再以端面 为基准检测一沟位置.转换后对于端面精度的要求大幅 一一羔脑 提高,两端面尺寸公差在0.02mm以内,平行差要求在 0.002mm以内,法兰盘A面对端面的平行差要求控制在 0.003mm以内,从而保证法兰盘A面对一沟道的位置. 3.内轴圈磨加工工艺研究 内轴圈为实心轴类零件,一端带有法兰盘(见图 2),轴肩处为内沟道面,内沟道表面需中频感应淬火, 此处轴直径40ram.轴端直径仅为22mm,沟道表面淬火 会引起内轴圈的弯曲变形.因其结构特殊,工艺过程安 排仍采用三遍磨削加工循环:初磨循环一细磨循环一终 磨循环,在初磨循环后附加回火消除磨削应力. R——R 图2 磨加工留量选择时,轴台阶外径都比正常工艺留量 增加0.1mm,以保证最终的加工尺寸及精度.对于 轴端处螺纹及法兰盘,法兰盘上的安装孔在初磨循环后 返回车工加工,减小热处理变形的影响.同时避免因磨 削留量大可能引起的烧伤,裂纹等缺陷. 内轴圈为长轴类零件,因A端面直径较小仅为 20mm,另一端面B面直径为60mm,不能同正常轴承零 件加工一样,在平面磨床上首先磨削一个端面,然后以 该端面为基准磨削另一个端面,经多次循环以达到工艺 要求. 为此,在工艺编排时设计一个套筒,其直径尺寸支 撑到法兰盘F面,高度尺寸以法兰盘F面到轴端面再加 5mm,套筒两端面平行差要达到0.0015rnm以内,用套 筒作为加工夹具,加工B端面,B端面加工后以其为加 工基准,再选择合适的机床初加工法兰盘,面. 在内轴圈的工艺设计和加工中,法兰盘A面,,面 和轴外径B面同时是工艺基准,加工基准及检测基准, 对加工精度要求非常严格.面外径圆度要控制在 0.001mm以内,法兰盘A面,F面平面度控制在0.003 mm以内.而法兰盘端面与轴过渡处没有越程槽,是圆 弧过渡,半径是月,如以常规的加工方法,不但加工精 参磊工冷加工兰!笪呈呈塑_WWW.rnetalworking1950.corn 直线性超长超薄超细件的加工 襄樊东风汽车电气有限责任公司(湖北441021)曹国栋 我公司电机生产线设备上使用的嵌线夹具,其用途 是工作运行中顺利将漆包铜线推入定子冲片槽.嵌线夹 具制造难点主要集中在下导轨等细长杆零件,下导轨 (见图1)属于超长,超薄,超细件,尺寸精度高,型 面复杂,加工难度大.我们通过工艺分析与加工实践, 成功解决了超长,超薄,超细件的加工难题.下面将其 加工方法予以总结供大家参考. 图l下导轨 1.技术要求及分析 图1所示导轨为带型面的细长杆薄片工件,工件平面 度和平行度公差为QOlmm.由于工件呈长条形,刚性差, 加工时容易在长度方向产生翘曲变形,因此必须采用各 种方法来减少零件的加工变形,以达到图样的形位公差 要求.在型面加工方面,需考虑采用合适的装夹方式和 修制成型砂轮进行加工,以保证零件设计及使用要求. 2.工艺方法 通过以上技术分析并结合实践,针对图1下导轨, 我们制定出一套工艺方法,具体工序安排如下: (1)锻造锻件尺寸278mmX53rnmXlOmm,进行 退火处理.考虑到零件加工的工艺性,采取五件一体, 待后续热处理淬火后剖切;为保证零件材质组织致密 性,并具有良好的力学性能,采用锻造用料. (2)高速铣用平口钳装夹工件,刨方至270.5mm X45mm×5mmo (3)热处理工件厚度校平在0.1mm以内,进行 人工时效.高速铣刨方时,切削热将引起工件厚度方向 变形,为此需校平后进行人工时效,以减少工件内应 力,降低后续工序加工变形量. (4)平面磨厚度两面反复翻面磨削至4.5一111111, 并见光45mm两侧,保证平行度和垂直度?0.05mm.通 ?\!\!./\!/;\!/\./;,!\!/;/_.,\!/:\!\!\I/\-,\!/;\!/;\!/;l//;\!/\!/;,!/1.,,!占,;/ 度满足不了设计要求,圆弧过渡.也无法保证.因此,采 用复合磨削同时加工法兰盘端面,轴外径及圆弧过渡足, 为了获得更好的加工效果,选取单晶刚玉磨料,其具有 良好的多棱切削刃及较高的硬度和韧性,磨削能力强, 磨削发热量少的优点,适合50Mn材料的复合磨削加工. 电磁无心夹具由于使用方便,便于上下料,同时磨 削工件精度高,在轴承的磨加工各工序中广泛使用,我 厂很多轴承磨加工机床只配有电磁无心夹具.电磁无心 夹具的定位靠轴承零件的一个端面和外径上的两个支 承,内轴圈因A端面直径较小,无法满足作为加工基准 凹!星丝塑 WWW.meta|working1950.com 参磊工冷加工 的要求.在工艺编排时重新设计磁极,将磁极加高,将 法兰盘F面作为加工基准,内轴圈大部分在磁极内部, 加工法兰盘A面及轴外径面. 4.试制总结 经过我们的共同努力.第三代轮毂轴承如期研制成 功,使洛阳LYC轴承有限公司的磨加工工艺水平有了很 大提高,对磨加工工艺的编排扩展了思路,尝试了新的 加工方法和检测方法,为今后法兰盘类轴承,长轴类轴 承的研制,加工提供了有益的借鉴经验.MW (收稿日期:20100712)