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轴承套圈端面圆弧槽磨削砂轮修形方法
2020-3-4  来源:洛阳 LYC 轴承 航空精密轴承实验室  作者: 巨恒伟 徐卫东 刘友国 张艳丽   访问量:

 
  
 
     摘要: 分析轴承套圈端面圆弧槽传统加工方法( 数控铣槽 + 手工砂纸打光) 存在的问题,基于 840D 数控系统,通过辅助软件 WINWOP 技术将砂轮修整成形后进行成形磨削,详细介绍了砂轮修形过程。改进后的工艺方案彻底解决了二次定位的基准不统一问题,圆弧槽尺寸及表面质量均达到技术要求。

     关键词: 球轴承; 圆弧槽; 砂轮修整; 数控编程; 磨床
  
     轴承套圈端面槽加工一般采用数控铣槽,然而铣槽工序一般在淬火前,淬火后槽面有一定腐蚀并且有黑皮,所以在热处理后通常再安排手工打光工序,以提高表面质量。但对于航空轴承,其对外观和表面粗糙度要求较高,目前方式已不能满足客户需求,成为生产加工中的瓶颈。传统端面磨削只能磨削平面类工作面,为了突破生产瓶颈,在配置 840D 数控系统的平面矩台磨床上,将铣槽和手工光饰合并为修形磨削工序,并利用计算机辅助软件 CAXA 和 WINWOP 编制砂轮修形磨削程序。

     1、 加工工艺性分析
  
     轴承内圈端面槽结构如图 1 所示。内圈端面槽深为10- 0. 1mm,圆弧为R6+ 0. 20mm 。加工难点为:8 个均布的圆弧槽 ( 对称) ,加工过程中需要找正定位,而端面槽与圆弧砂轮交叉部分为一条圆弧线,找正难以控制; ELB 矩台磨床自身不具备圆弧修整模块。
  
  
  
图 1 槽结构示意图

      2 、技术措施
  
      基于 840D 数控系统的 ELB 矩台磨床自身带有一个放置工件的磁性横向平台及一个立式砂轮修整器,砂轮随砂轮轴横向往复磨削并且同时做纵向、垂直进给,从而保证工件平面磨削功能。加工所用分度盘为平面分度盘,结构原理类似于三爪卡盘,调节卡盘蜗杆可以使夹持尺寸在一定范围内达到无级调整,卡盘可用于内外支承且 8 块卡爪夹持面为圆弧形状,能够防止套圈装夹变形。针对内圈端面圆弧槽的加工难点,采取措施为:
  
      1) 利用分度盘将工件定位,使加工过程中 8个槽的加工基准统一。
      2) 利用 WINWOP 软件编制砂轮程序( 图 2) ,将砂轮修整成 R6+ 0. 20mm,在修整过程中需要联合2 个金刚笔( D1,D2,如图 3 所示) 对砂轮左右两边进行圆弧修整,圆弧修整分段如图 4 所示。
 
  
  
图 2 模拟砂轮形状

  
   
图 3 D1,D2修整器
 
  
 
图 4 粗、精修整示意图
 
       3 、数控编程
  
       3. 1 砂轮成形修整主程序
  
      基于西门子 840D 系统编制的砂轮修整整合程序为:

          

      
 
      3. 2 砂轮成形修整子程序
  
      3. 2. 1 粗修整子程序
 
  
       


       


      3. 2. 2 精修整子程序

  
      
  
     ( D1相对砂轮左侧精修整路径,图 4)右侧砂轮修整子程序类似左侧砂轮粗、精修整程序,如子程序 AA_D2。
 
       
  
      4、 工艺方案及效果
  
      改进后的工艺方案去掉了铣圆弧 R 和打光圆弧槽工序,在终磨端面工序后增加磨削端面圆弧 R工序。采用砂轮成形修整磨削加工工艺,使多道工序合并简化,提高了套圈端面圆弧槽的尺寸精度和表面质量,降低了劳动强度,满足了用户需求。

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