CN113172397B - 使用车床分水冷却装置加工导轨轴承的方法 - Google Patents

使用车床分水冷却装置加工导轨轴承的方法 Download PDF

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Abstract

使用车床分水冷却装置加工导轨轴承的方法。本发明为克服存在加工滑轮轴承U型槽尺寸和精度不符合设计要求以及存在刀具与喷水管移动过程不一致的问题。装置；冷却出水腔设置在旋转壳体上的凸型孔内，冷却出水腔布置在隔板上；L型出水孔的小出水孔端与一个出水孔对应。方法：对轴承进行车平面、钻孔、车轴承的内径和车轴承的外径：对轴承进行车第一内倒角和车第一外倒角；对轴承进行切断：细车切断面；车第二内倒角和第二外倒角；车轴承的外沟；车轴承的U型槽；车轴承的两侧密封槽；热处理；粗磨循环、再终磨循环；精研轴承的外沟；提交轴承。用于飞机推拉舱门导轨轴承加工领域。

Description

使用车床分水冷却装置加工导轨轴承的方法
技术领域
本发明涉及飞机推拉舱门导轨轴承加工领域，特别是一种车床分水冷却装置及使用该装置加工导轨轴承的方法。
背景技术
某型飞机推拉舱门使用的轴承为滑轮结构的密封轴承，在使用过程中需避免滑轮与轨道间存在偏移，如偏移过大则易产生舱门滑动卡滞。滑轮结构轴承的外圈外径处设计有一U型槽，U型槽夹角20°±2°，深度为6.5mm，壁厚最薄处1.7mm，属微型薄壁轴承。现有密封轴承结构形式使用寿命较短，有时密封轴承会出现泄漏润滑脂的问题，且装配繁琐、复杂，用于转速不高的轴承。现有技术在成型工序采用单轴自动车床完成的加工，在切断时，由于Vc＝πDN/1000，如果是恒转速切削的话，刀具越靠近轴心时，直径逐渐变小，刀具的线速度会逐渐降低，接近中心时线速度降低到0，因此会出现刀具未切断工件，而是用刀具将工件挤断，此时会产生稍突出端面的切断圈。在软磨平面时，采用立轴平面磨床磨削，砂轮磨削时先接触到的是切断圈，由于砂轮的回转平面与工作面不平行，会导致因切断圈的影响产生平面锥度及平行差超差问题。现有技术在车U型槽工序，三爪卡盘以内径和一侧端面定位，采用成型车刀加工车削，成型刀刀型与槽型相同，刀刃的3面均参与切削，切削过程中切削抗力大，易产生加工硬化，且散热困难，这些问题会造成刀尖处切削温度高、切屑黏结刀刃产生的积屑瘤，加剧了刀具的磨损，影响加工表面质量，使U型槽表面粗糙度不符合设计要求。此外，由于切屑不易卷曲和折断，会挤压和夹在成型刀侧刃出，导致滑轮侧壁塑性变形弯曲，影响轴承幅高尺寸、U型槽位置尺寸和U型槽中心对端面的跳动。现有技术在U型槽采用数控车床CY-K500设备，该设备无旋转刀塔，设备的冷却***终端仅一把冷却喷枪，由于刀具与喷水管移动过程不一致，造成刀尖因为没有冷却液充分冷却，从而造成刀片的寿命大大降低，特别是加工深槽表面时，因刀头冷却状态不良，导致槽表面粗糙度差，表面质量难以控制。
综上所述现有技术的存在加工滑轮轴承U型槽尺寸和精度不符合设计要求以及采用数控车床CY-K500设备加工U型槽，该设备无旋转刀塔，设备的冷却***终端仅一把冷却喷枪，存在刀具与喷水管移动过程不一致的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的存在加工滑轮轴承U型槽尺寸和精度不符合设计要求以及采用数控车床CY-K500设备加工U型槽，该设备无旋转刀塔，设备的冷却***终端仅一把冷却喷枪，存在刀具与喷水管移动过程不一致的问题，进而提供一种车床分水冷却装置及使用该装置加工导轨轴承的方法。
本发明的技术方案是：
一种车床分水冷却装置，包括冷却出水腔、旋转壳体和隔板；
旋转壳体上方加工有“凸”字形孔2-1，“凸”字形孔两侧分别加工有两个壳体出水孔；“凸”字形孔与两个壳体出水孔连通；
冷却出水腔设置在旋转壳体上的“凸”字形孔内，隔板固定在“凸”字形孔的底端端面上，冷却出水腔布置在隔板上；
冷却出水腔上加工有L型出水孔，L型出水孔的水平段出水孔与一个壳体出水孔对应。
一种使用车床分水冷却装置的加工导轨轴承的方法，它包括以下步骤：
步骤一、对轴承进行车平面、钻孔、车轴承的内径、车轴承的外径、对轴承进行车第一内倒角和车第一外倒角和对轴承进行切断：
先用车刀车轴承的平面，切削速度为v1＝180m/min，进给量为f1＝0.15mm/r，再用钻头在平面4上钻孔5，切削速度为v2＝100m/min，进给量为f2＝0.08mm/r，用内圆车刀车轴承的内径，切削速度为v12＝100m/min，进给量为f12＝0.15mm/r，用外圆车刀车轴承的外径，切削速度为v13＝180m/min，进给量为f13＝0.15mm/r，车第一内倒角的切削速度为v3＝100m/min，进给量为f3＝0.15mm/r，车第一外倒角的切削速度为v4＝180m/min，进给量为f4＝0.15mm/r，用切断刀对轴承进行切断，切削速度为v5＝150m/min，进给量为f5＝0.1mm/r；
步骤二、细车切断面、车第二内倒角、第二外倒角和车轴承的外沟；
步骤一对轴承进行切断后，再细车切断面，车第二内倒角的切削速度为v6＝100m/min，进给量为f6＝0.15mm/r，车第二外倒角的切削速度为v7＝180m/min，进给量为f7＝0.15mm/r；用外沟车刀车轴承的外沟，切削速度为v8＝110m/min，进给量为f8＝0.1mm/r；
步骤三、车轴承的U型槽；
步骤二车轴承外沟之后，用圆弧槽刀车轴承的U型槽，因为过渡夹具为阶梯结构，台阶外径前端加工有外螺纹，先用三爪卡盘夹持过渡夹具的最大外径处，台阶外径与轴承外内径配合，前端再用螺母拧紧，装夹完毕后，采用圆弧槽刀先用直线插补走轨迹A至U型槽底部，然后用直线加圆弧插补走轨迹B与轨迹A重合，最后用直线加圆弧插补走轨迹C与轨迹A终点重合，完成轴承的U型槽的加工；
步骤四、车轴承的两侧密封槽；
用密封槽刀车轴承的两侧密封槽，切削速度为v9＝95m/min，进给量为f9＝0.03mm/r；
步骤五、对轴承的进行热处理；
步骤六、对轴承进行粗磨循环、再终磨循环；
步骤七、精研轴承的外沟；
步骤八、对轴承进行提交之后，轴承的加工完成。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
本发明通过使用圆弧槽刀车轴承的U型槽，采用直线加圆弧插补走轨迹解决了滑轮轴承U型槽尺寸和精度不符合设计要求的问题。同时，本发明的车床分水冷却装置将冷却出水腔、旋转壳体和隔板配合使用能够更好的对加工U型槽的刀具进行冷却，刀具与喷水管移动过程一致，改善了U型槽表面粗糙度差的问题，同时又提高了刀具的使用寿命，降低了滑轮轴承的废品率。
附图说明
图1是本发明分水冷却装置的示意图；
图2是本发明冷却出水腔的示意图；
图3是本发明旋转壳体的示意图；
图4是本发明隔板的示意图；
图5是本发明步骤一至步骤三加工的示意图；
图6是本发明步骤四至步骤六加工的示意图；
图7是本发明步骤七的示意图；
图8是本发明步骤八的示意图；
图9是本发明车U型槽的总装图；
图10是本发明车U型槽刀具的轨迹图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的一种车床分水冷却装置，包括冷却出水腔1、旋转壳体2和隔板3；
旋转壳体2上方加工有“凸”字形孔2-1，“凸”字形孔2-1两侧分别加工有两个壳体出水孔2-3；“凸”字形孔2-1与两个壳体出水孔2-3连通；
冷却出水腔1设置在旋转壳体2上的“凸”字形孔2-1内，隔板3固定在“凸”字形孔2-1的底端端面上，冷却出水腔1布置在隔板3上；
冷却出水腔1上加工有L型出水孔1-1，L型出水孔1-1的水平段出水孔1-1-2与一个壳体出水孔2-3对应。
如此设置是车床分水冷却装置结构简单，旋转壳体通过螺纹孔固定在刀架上面，使其跟随刀架转动。冷却出水腔与喷管接头组合，通过螺纹连接方式固定，当刀架与旋转壳体转动时，冷却出水腔L型的出水孔对应到旋转壳体出水孔，通过喷管将冷却水输送到指定位置，且喷水嘴可随时调整方向与距离，从而保护切削刀具寿命，提高产品表面质量。
具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的L型出水孔1-1的竖直段出水孔1-1-1端口的两侧端面上分别加工有两个螺纹孔1-2，竖直段出水孔1-1-1与喷管接头通过两个螺纹孔1-2螺纹连接。如此设置是使喷管接头与大出水孔端连接，通过喷管将冷却水输送到指定位置。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的旋转壳体2下方加工有凸台型孔2-2，凸台型孔2-2两侧分别加工有两个螺纹孔2-4；旋转壳体2上的凸台型孔2-2与刀架通过两个螺纹孔2-4固定连接。如此设置是使旋转壳体固定在刀架上，使刀架与旋转壳体一起旋转。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图5至图10说明本实施方式，本实施方式的一种车床分水冷却装置的加工导轨轴承的方法，它包括以下步骤：
步骤一、对轴承进行车平面4、钻孔5、车轴承的内径20、车轴承的外径21、对轴承进行车第一内倒角7和车第一外倒角8和对轴承进行切断：
先用车刀车轴承的平面1，切削速度为v1＝180m/min，进给量为f1＝0.15mm/r，再用钻头6在平面4上钻孔5，切削速度为v2＝100m/min，进给量为f2＝0.08mm/r，用内圆车刀22车轴承的内径20，切削速度为v12＝100m/min，进给量为f12＝0.15mm/r，用外圆车刀23车轴承的外径21，切削速度为v13＝180m/min，进给量为f13＝0.15mm/r，车第一内倒角7的切削速度为v3＝100m/min，进给量为f3＝0.15mm/r，车第一外倒角8的切削速度为v4＝180m/min，进给量为f4＝0.15mm/r，用切断刀9对轴承进行切断，切削速度为v5＝150m/min，进给量为f5＝0.1mm/r；
步骤二、细车切断面10、车第二内倒角11、第二外倒角12和车轴承的外沟13；
步骤一对轴承进行切断后，再细车切断面10，车第二内倒角11的切削速度为v6＝100m/min，进给量为f6＝0.15mm/r，车第二外倒角12的切削速度为v7＝180m/min，进给量为f7＝0.15mm/r；用外沟车刀车轴承的外沟13，切削速度为v8＝110m/min，进给量为f8＝0.1mm/r；
步骤三、车轴承的U型槽14；
步骤二车轴承外沟13之后，用圆弧槽刀17车轴承的U型槽14，因为过渡夹具15为阶梯结构，台阶外径前端加工有外螺纹，先用三爪卡盘16夹持过渡夹具15的最大外径处，台阶外径与轴承外内径配合，前端再用螺母24拧紧，装夹完毕后，采用圆弧槽刀17先用直线插补走轨迹A至U型槽底部，然后用直线加圆弧插补走轨迹B与轨迹A重合，最后用直线加圆弧插补走轨迹C与轨迹A终点重合，完成轴承的U型槽的加工；
步骤四、车轴承的两侧密封槽18；
用密封槽刀19车轴承的两侧密封槽18，切削速度为v9＝95m/min，进给量为f9＝0.03mm/r；
步骤五、对轴承的进行热处理；
步骤六、对轴承进行粗磨循环、再终磨循环；
步骤七、精研轴承的外沟13；
步骤八、对轴承进行提交之后，轴承的加工完成。
如此设置是将细车轴承的切断面、车轴承的内外倒角和车轴承的外沟工序合并为一道工序，以非切断面为基面定位在数控车床上进行加工。避免了在软磨切断面时，由于切断面精度不高产生平面锥度及平行差超差问题。同时因端面加工与沟道加工一次装夹、基准统一，提高了沟位置精度。
采用直线加圆弧插补走轨迹法用R2的圆弧槽刀片对U型槽进行加工，刀具切削刃与切削表面接触较小，能够避免切削过程中切削抗力大，产生的滑轮侧壁塑性变形弯曲问题。
如此设置过渡夹具限制了轴承的轴向自由度。
具体实施方式五：结合图5至图10说明本实施方式，步骤七中车轴承的U型槽14中，切削速度为v10＝150～200m/min，进给量为f10＝0.05～0.15mm/r。其他与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的步骤七中车轴承的U型槽14中，切削速度为v11＝150m/min，进给量为f11＝0.05mm/r。其他与具体实施方式四或五相同。
具体实施方式七：结合图5至图10说明本实施方式，本实施方式的步骤三中对轴承进行切断，切断工序采用单轴数控车床XKNC-TX85加工，机床采用卧式整体铸铁床身，导轨采用淬硬精密磨削导轨。其他与具体实施方式四、五或六相同。
具体实施方式八：结合图5至图10说明本实施方式，本实施方式的步骤七中车轴承的U型槽14，车削U型槽采用山特维克N151.3-400-30-7P 1125圆弧槽刀片。其他与具体实施方式四、五、六或七相同。
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业技术人员，未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (3)

1.使用车床分水冷却装置加工导轨轴承的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一、对轴承进行车平面(4)、钻孔(5)、车轴承的内径(20)、车轴承的外径(21)、对轴承进行车第一内倒角(7)和车第一外倒角(8)和对轴承进行切断：
先用车刀车轴承的平面(4 )，切削速度为v1＝180m/min，进给量为f1＝0.15mm/r，再用钻头(6)在平面(4)上钻孔(5)，切削速度为v2＝100m/min，进给量为f2＝0.08mm/r，用内圆车刀(22)车轴承的内径(20)，切削速度为v12＝100m/min，进给量为f12＝0.15mm/r，用外圆车刀(23)车轴承的外径(21)，切削速度为v13＝180m/min，进给量为f13＝0.15mm/r，车第一内倒角(7)的切削速度为v3＝100m/min，进给量为f3＝0.15mm/r，车第一外倒角(8)的切削速度为v4＝180m/min，进给量为f4＝0.15mm/r，用切断刀(9)对轴承进行切断，切削速度为v5＝150m/min，进给量为f5＝0.1mm/r；
步骤二、细车切断面(10)、车第二内倒角(11)、第二外倒角(12)和车轴承的外沟(13)；
步骤一对轴承进行切断后，再细车切断面(10)，车第二内倒角(11)的切削速度为v6＝100m/min，进给量为f6＝0.15mm/r，车第二外倒角(12)的切削速度为v7＝180m/min，进给量为f7＝0.15mm/r；用外沟车刀车轴承的外沟(13)，切削速度为v8＝110m/min，进给量为f8＝0.1mm/r；
步骤三、车轴承的U型槽(14)；
步骤二车轴承外沟(13)之后，用圆弧槽刀(17)车轴承的U型槽(14)，因为过渡夹具(15)为阶梯结构，台阶外径前端加工有外螺纹，先用三爪卡盘(16)夹持过渡夹具(15)的最大外径处，台阶外径与轴承外内径配合，前端再用螺母(24)拧紧，装夹完毕后，采用圆弧槽刀(17)先用直线插补走轨迹A至U型槽底部，然后用直线加圆弧插补走轨迹B与轨迹A重合，最后用直线加圆弧插补走轨迹C与轨迹A终点重合，完成轴承的U型槽的加工；
步骤四、车轴承的两侧密封槽(18)；
用密封槽刀(19)车轴承的两侧密封槽(18)，切削速度为v9＝95m/min，进给量为f9＝0.03mm/r；
步骤五、对轴承的进行热处理；
步骤六、对轴承进行粗磨循环、再终磨循环；
步骤七、精研轴承的外沟(13)；
步骤八、对轴承进行提交之后，轴承的加工完成；
所述的车床分水冷却装置包括：冷却出水腔(1)、旋转壳体(2)和隔板(3)；
旋转壳体(2)上方加工有“凸”字形孔(2-1)，“凸”字形孔(2-1)两侧分别加工有两个壳体出水孔(2-3)；“凸”字形孔(2-1)与两个壳体出水孔(2-3)连通；
冷却出水腔(1)设置在旋转壳体(2)上的“凸”字形孔(2-1)内，隔板(3)固定在“凸”字形孔(2-1)的底端端面上，冷却出水腔(1)布置在隔板(3)上；
冷却出水腔(1)上加工有L型出水孔(1-1)，L型出水孔(1-1)的水平段出水孔(1-1-2)与一个壳体出水孔(2-3)对应。
2.根据权利要求1所述的使用车床分水冷却装置加工导轨轴承的方法，其特征在于：步骤三中车轴承的U型槽(14)中，切削速度为v10＝150～200m/min，进给量为f10＝0.05～0.15mm/r。
3.根据权利要求1所述的使用车床分水冷却装置加工导轨轴承的方法，其特征在于：步骤三中车轴承的U型槽(14)中，切削速度为v11＝150m/min，进给量为f11＝0.05mm/r。
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