丝杠轴承单元细长法兰孔表面精整装置设计

Design of Fine Surface Sizing Device of Slim Hole on Flange of ScrewBall Bearing UnitsPANG Jian-lin(TCB Bearing Manufacturing Co.，Ltd，Zhongshan528437，China)Abstract：This paper states the special structure of a fine surface sizing device of slim hole on flange of wide thick wal outer ring of screwbal bearing units and the way it works by means of bufed steel bal，based on the analysis of outer ring structure characteristics and theshortcoming of common mechanical process technique of this type of bearing units.This fine sizing device is easy to make and operate，reliable to position，efficient and economic.Being proved in practical production activities， slim holes on flange made with this deviceare consistent in dimension and its precision of shape and surface roughness achieve the designed specification in drawings， which isapplicable to mass production of sizing process of high precision slim hole on flange。

Key words：screw ball bearing units；wide thick wall outer ring；slim hole on flange；hufed steel ball；fine sizing device0前言随着当代机械设备关键零部件向功能化、单元化和部件化发展，具有高度集合功能的机械基逮应运而生。其中外圈带法兰安装孑L的双向角接触推力球丝杠轴承单元 (以下简称丝杠轴承单元)，其结构特征为厚壁外圈上带有若干沿周向均匀分布的轴向法兰安装通孔 ，通过法兰安装通孔可直接将丝杠轴承单元固定在机架平面上，而不需要另外设置轴承安装座，结构简单，占位空间校同时通过穿过法兰孑L的安装螺栓，可径向微调轴承内孔与丝杠轴承中心相对位置，获得更高机床进给定位精度。与此同时，由于丝杠轴承单元厚壁外圈零件上的法兰安装孔数量较多，有的型号上设计有多达十几个法兰孔，且法兰孔的尺寸精度和表面粗糙度要求高，运用常规加工方法加工工序繁琐，生产效率低，难以实现高效、经济和大批量生产。

1丝杠轴承单元外圈结构分析图1所示是某-代表型号丝杠轴承单元外圈零件结构示意图。其结构特征为厚壁外圈上带有8.O6.8图1 某型号丝杠轴承单元外圈结构示意图收稿日期：2013-O1-22臣 二]二 交流8个直径相同且沿周向均匀分布的轴向细长法兰安装通孔，因该类轴承宽度较宽，其上法兰安装孑L直径孝长度大、长径比大于4，靠-般钻 、铰加工很难获得尺寸-致且表面光整的法兰孔。

乙 丝杠轴承单元主要用于高端数控机床，属于精密级部件单元，整体加工制造精度等级为P4级，加工精度等级要求高，特别是外圈上的8个细长法兰安装通孔表面粗糙度要求为Ra0.8 lxm。为了获得较为理想的效果，常规加工方法是在热处理前，利用钻、绞套模板，采用初钻-扩孔-初绞～ 精绞的加工工序，其工序繁琐，且绞孔效率极低，还难以达到设计要求，不能适应大批量生产。

3精整装置结构在分析丝杠轴承单元外圈结构的基础上 ，利用其热处理前与光磨钢球存在的硬度差，在压力作用下光磨钢球挤压贯穿通过已初加工成型的细长孔 ，并可使进入钢球回流胶管的光磨钢球相互推动往复循环，依次对丝杠轴承单元上的细长法兰孑L进行精整，使丝杠轴承单元细长法兰安装通孔获得均匀-致的孑L径尺寸和光整的表面。根据这-设计思路笔者设计出了-种用于丝杠轴承单元细长法兰安装孑L的精整装置 (见图2)。

丝杠轴承单元外圈加工是以外径和端面作为定位基准，因此 ，精整装置仍以丝杠轴承单元外圈的外径和端面作精整加工定位基准面，并以轴承外圈上已初步成形沿周向均布的8个法兰孔作圆周分度和定位。件号9模座及件号 l3可调 V形定位块固定在件号 l0模底板上，模座上设置有由件号6定位钢珠、件号7弹簧Ⅱ和件号8紧定螺钉组成的圆周分度定位，实现对工件平面和周向的定位和分度。模底板通过件号5立柱与件号4横梁相连结固定，构成-门形结构 ，用于承载件号2冲杆，立柱与模底板固定配合选择H8/n7，立柱与横梁固定配合选择H8/e7。在横梁中央设置有件号3导向套，横梁与导向套配合选择H8/n7，冲杆与导向套配合选择H8/f7，冲杆通过件号 1压缩弹簧 I可实现 自动复位。

在模座上设置有-端与光磨钢球挤压贯通法兰孔出口相对应，另-端与下-个待精整法兰孔人口相对应的件号12钢球回流胶管，使件号 l1光磨钢球在冲杆推动挤压贯通法兰孔出口的同时，将推力作用在相邻光磨钢球上，在不需施加其他外力的条件下实现光磨钢球的自动循环添加。

为增加摩擦滑动结合面的耐磨性，件号3导向套和件号 1 1光磨钢球材料选择GCrl5轴承钢 ，热处理硬度为HRC61～66。件号2冲杆材料选择T10工具钢，热处理硬度为HRC50～55。

另外，如果在件号9模座上预先按不同型号规格的工件同时设置好相应的圆周分度和定位 ，即可在同-套精整装置上实现不同型号规格工件的精整加工。否则，就需要更换不同型号规格的模座。

- - - - - - -- "Ix .， / 安 h V l j j / /1.压缩弹簧 I 2.冲杆 3.导向套 4.横梁 5.立柱 6.定位钢珠宝 7.压缩弹簧 I 8.紧定螺钉 9.模座 lO.底板1 1.光磨钢球 12.钢球回流胶管 l3.可调V形定位块图2 精整装置结构示意图庞建林：丝杠轴承单元细长法兰孔表面精整装置设计 经验4加工方法待精整工件应事先初加工好所有法兰初孑L(初钻扩孔)，法兰初孑L-般预留大约0.1 mm精整余量为佳，选择与成品孑L径尺寸相适应且耐磨性能优良的轴承用光磨钢球，用上述精整装置替代初绞-精绞孑L加工。

通常情况下，可根据工厂的设备情况优先选择运行较平稳的液压机。选择了工厂现有用于铆合轴承防尘盖的10吨单柱油压机～精整装置直接放置于油压机工作台中央，将待精整的工件放置在件号9模座上，精整装置与工作台之间以及工件与模座之间无需进行夹压固定。通过调整件号 13可调V形定位块，调整好工件的平面定位和周向分度；再调整油压机压头行程至适当高度 (冲杆的底部大约与工件下端面齐平)即可进行精整孔加工。

加工时，启动油压机压头行程下压，推动件号2冲杆至设定行程高度的同时，光整钢球已实现挤压贯穿通过法兰孔，冲杆在件号1压缩弹簧I的作用下 ，随着油压机压头行程复位而 自动复位。加工完-等分孑L后，将工件紧贴V形面，旋转工件至下-个等分，依次循环按上述加工方法· - - · ----(上接第159页)保持设备良好状态，使设备在最低成本和最高质量下运行，实现最佳经济效益，是设备预防维护的最终目标。在设备维护的每-个作业环节中都有-个 戴明环”，形成环环相扣，互相制约，互为补充的有机整体。通过循环往复持续推进，在每-循环中都形成新的内容和目标，设备维护每经过-次循环后，使2批问题得到解决，设备维护管理水平呈现滚雪球式阶梯上升，同时形成工作程序标准化，工作方法标准化，管理制度不断得到完善，建立更加条理化、系统化、图像化和科学化的设备预防维护体系。

总之，戴明环在设备预防维护中的应用可有效提高设备维护的效率和质量，降低故障和事故率，在提高劳动生产率和经济效益、降低设备维修费用、提升企业核心竞争力和设备管理整体水平等方面，效果显著。