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高精度銅保持架異形成型銑刀的設計與加工

2019-04-25
姜永君 解明鈺 馬帥 尹健 王立全
(大連瑞谷科技有限公司)
  軸承保持架包裹全部或部分滾動體,用以隔離滾動體,引導滾動體并將其保持在軸承內,并隨之運動的軸承零件。由于滾動體運動時會產生滑動摩擦,在高速運轉條件下,慣性離心力的作用加劇了摩擦、磨損與發熱,嚴重時會造成保持架燒傷或斷裂,致使軸承不能正常工作。所以保持架的質量直接影響軸承的使用壽命。
  大連瑞谷為世界高端精密軸承提供保持架,其結構、質量、可靠性都達到世界先進水平,尤其是在保持架的結構和質量方面,已經遠遠領先中國保持架標準,趕超了世界品牌SKF、FAG、TIMKEN等的技術質量水平。
  根據兜孔的設計不同,大連瑞谷在保持架的實際生產過程中,會利用各式各樣的銑刀,由于生產的保持架產品兜孔結構復雜,而且要求的精度遠遠高于國內技術標準,所以銑刀的設計和加工精度尤為重要。市場上現有的標準刀具滿足不了生產的需要,所以我們加工產品的刀具都是自行設計和制做的非標準專用銑刀,通過銑刀的成型加工,加工出復雜兜孔的各部尺寸。從研發工藝到刀具、夾具工裝開發,大連瑞谷解決了加工高端精密軸承保持架的質量和使用壽命技術難題。在特殊兜孔保持架的加工中,我們研發了異形成型銑刀結構與加工方法,解決了高精度的保持架兜孔加工技術難題。
  一、高精度異形成型銑刀的設計方案
  高端精密軸承銅質軸承保持架,因為材質較軟、極易變形,尤其是在加工大型輕系列類型軸承保持架時,其兜孔的尺寸公差一般在±0.05mm范圍內,并且兜孔形狀由圓弧型、錐角型等多種形狀構成,加工這樣高精度保持架兜孔,不僅在普通鏜孔設備難以實現,即便是在五軸加工中心上加工,難度也非常大,很難達到±0.05mm技術標準要求,并且五軸加工中心價格昂貴,大大增加了生產成本。
  根據現有技術上的特殊要求,設計一種高精度異形成型銑刀,見圖1。這種刀具形狀復雜,由斜線、圓弧、直線等多組形狀構成,用于銑削保持架兜孔,加工精度可控制在±0.02mm以內。

  二、高精度復雜幾何形狀異形成型銑刀的加工方法
  這種高精度復雜幾何形狀的異形成型銑刀的設計難度很大,刀具的加工也是很困難的,目前的工藝方法和裝備無法實現這種特殊結構及精度要求,能實現這種加工的設備是數控高精度線切割機床,可以達到這種形狀要求。但是在加工中仍然存在很多問題,即使是Z先進線切割機床,其本身沒有配置精密的裝夾裝置,必須配置復雜幾何形狀異形成型銑刀的裝夾裝置,才能加工出合格成型刀具。
  線切割機床加工異形成型刀具裝夾裝置:見圖3。包括1
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