摘要：推荐一种利用数控车床改造，加工球面轴承座的方法，介绍了球面轴承座的结构、技术要求、加工工艺，阐述了球面轴承座加工原理、工艺装置的设计与改造、工艺装置的安装调试方法，以及一些内球面加工经验介绍。
关键词：内球面加工；轴承座；工装结构设计；加工方法；工艺装置
球面轴承底座与轴承的配合属于球 面配合，球面加工精度的好坏直接影响球面摩擦表面的使用状况，还直接影响传动构件的使用寿命。目前企业加工方法各不相同，有的使用数控立式车床，有的企业使用镗床配合相应工装结构加工内球面，有的企业使用数控车床编程加工，本文主要讨论一种使用回转工作台配合数控车床加工数控内球面的专用结构设计、应用，该结构的应用保证了球面的表面质量，且提高了产品加工合格率及产品加工效率。
1 球面轴承座的加工工艺分析
球面轴承座是关节轴承中一个很重要的零件，其结构如图 I所 示。该 座 主要精 度要求：球心中心高 20、内球径SR230H8。其球面尺寸、形状精度表面粗糙度均要求较高。
（1）轴承座的工艺
由于工件球面端面的四个螺栓孔均布排列，图中尺寸有精度要求，可以端面螺钉孔定位，设计专用气动工装装夹加工，这样既提高加工效率，又能保证加工质量。
（2）为了保证工件定位夹紧可靠，在车床端面工装
图 1
2 内球面加工方法
图2
2.1加工内球面轴承座产品原理过程简介：
1、如图Ⅱ所示是一套加工内球面的工艺装置原理图，其基本结构如图中所示工件装夹车床主轴工装。在横滑板上部安装回转工作台，在工作台上部安装微调滑板结构，在微调滑板结构上安装电动刀架，回转台在拖板的带动下，回转中心与球面轴承座回转中心基准面重合后，回转台带动刀架旋转，作回转运动，此时刀尖相对工件所走过的轨迹即为球面。
2、加工过程：切削时回转台回转中心与工件球面回转中心在垂直空间平面内，车床Z向、X向锁紧固定，通过回转台带动刀架刀具，逆时针回转，实现球面的切削加工。球面加工完成后，回转台带动刀架回转至水平位置，刀架可更换工位换刀，加工工件的外端面、倒角、内环槽等工序。
2．2 轴承底座内球面工艺装置的设计与改造
利用上述原理，进行工艺装置的设计与制造，如图3所示，由于加工产品装夹工装回转中心300mm以上，回转台回转中心与工件球面回转中心在垂直空间直线平面内，回转台需移动到工装一下，所以主轴箱需特殊改制，加高主轴箱。调整中心高。由于使用回转台较大，回转直径φ550mm，回转台底面接触面积大，转台的支撑，需要使用加大尺寸的中滑板才能足够支撑。
将回转台与中滑板固定，回转台上部分回转盖与微调滑板结构相连，微调滑板结构上安装电动刀架，刀杆安装在电动刀架上，通过调整微调滑板手轮，可以调整刀尖与回转中心的距离，以及通过调整刀杆在刀杆上的长度位置，可实现不同半径的球面工件，以适应不同球径的需要。加工时工件旋转，利用回转台的旋转走刀，就可拖动刀杆自动车削内球面。
图3
2．3 轴承底座内球面加工的调整
加工球面精度的关键是调整工艺装置在机床的相对位置、形成准确的刀尖圆弧运动。
（1）实际切削球面半径的大小主要取决于刀杆转动半径的大小，与刀头相对微调滑板上电动刀架位置有关，回转台的精确程度决定了圆弧半径的加工精度，其中包括微调滑板、电动刀架配合间隙的影响。
（2）工件球面圆心点与刀杆回转中心的一致性，通过调整加宽拖板Z 轴的位置来控制，此值影响工件圆弧中心的位置。
（3）将转台中心位置调整到与工件主轴回转中心一 致处，分刀加工时调整微调滑板，使车刀径向移动，通过测量工件球面直径来控制最后尺寸，因此球面直径的大小与测量精度、操作人员的操作技能有关。
2．4 内球面加工经验介绍
球面加工比圆柱面、锥面、端面等加工的安装、调整难度大，操作不方便，跟据多年的加工实践，归纳出以下几点意见，供有关技术人员参考：
（1）注意微调滑板的调整量，避免第1刀粗加工余量过大，引起刀杆的变形，影响工艺装置的正常使用。
（2）注意经常或定期检查微调滑板、回转台、刀架的配合状况，发现间隙偏大要马上维修、更换，防止影响加工质量。
（3）保证刀架的锁紧可靠，否则影响刀尖圆弧运动轨迹的准确性。
3 结束语
在普通数控车床上采用了专用车内球面工艺装置，完成内球面加工任务，该工艺装置比编程差补的加工效率高许多；由于该工艺装置的活动联接较多，因此对其中一些相关的零部件精度要求较高。通过实际加工轴承座的内球面，经产品检验验证，轴承座的球面尺寸稳定，表面粗 糙度达到要求，内球面加工达到产品质量要求，证明该工艺装置设计合理、使用可靠。该装置应用在普通数控车上加工内球面具有一定的应用价值和推广价值。
参考文献：
（1）成大先，机械设计手册-（涡轮蜗杆传动）（轴承）[M].北京：化学工业出版社，2004
（2）浦林祥，金属切削机床夹具设计手册[M].北京：机械工业出版社1995
（3）王越，现代机械制造装备，北京，清华大学出版社，2009.3
论文作者:张友春
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：球面论文; 加工论文; 工件论文; 滑板论文; 装置论文; 工艺论文; 工装论文; 《基层建设》2019年第17期论文;