专利名称：冷辗轴承套圈沟道定位夹具装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械加工设备领域，主要涉及精密冷辗环机和轴承套圈加 工设备，具体的是一种冷辗轴承外圈沟道定位夹具装置。
背景技术：
轴承套圈加工是一项传统的加工行业，具有加工的产品为大批量、规模化 生产，产品精度要求高，工序繁多，市场竞争激烈，原材料消耗大等特点。
为解决上述矛盾，出现了数控精密冷辗环机，利用钢管或锻件毛坯用模具 进行精密冷辗压加工，该加工工艺是一种新的生产技术，利用模具的辗压，将 较小的毛坯扩大，轴承套圈的外径、内径，沟道、内外倒角在一次加工中全部 成形，达到成品尺寸。该技术是一项无铁屑加工工艺，具有产品一致性好，沟
道(其半径为r)曲率好，精度高，节省原材料20-30%的优点，在冷辗压过程 中金属晶粒被细化，材料组织更致密，金属流线更好，提高产品质量等特点， 该加工工艺极具有推广价值和实用价值。但是该工艺同时存在弊病，这些弊病 严重制约和影响了该工艺的规模化推广和使用①由于冷辗压过程是开式辗压， 轴承套圈的两个端面有一部分不受模具型腔约束，形成两侧不对称形状。②为 了便于脱模，模具型腔有3-10°的脱模角，并且体现在轴承套圈的两个端面上。 为了消除上述缺陷，通常采用下述方法
早期采用双端面磨床对轴承套圈的两个端面进行磨削，由于轴承套圈的两 个端面不对称，且轴承套圈的沟道已经加工好，用双端面磨床直接磨削，会导 致10%左右的产品沟位、沟侧摆超差，导致报废。
还有采用车床夹住轴承套圈的外径，采用三个支点靠轴承套圈一个端面上
模具冷辗压形成的光亮带，车一个端面，然后再上圆台磨床，磨削另一个端面， 这样可以保证沟位、沟侧摆公差要求，但是加工效率低，两个端面加工后的表 面粗糙度不同，加工成本高，工序分离造成搬运次数增多，导致混料，丢失等 情况发生。
3或者采用车床夹住轴承套圈的外径，采用三个支点靠轴承套圈一个端面上 模具冷辗压形成的外倒角，车另一个端面，然后夹住轴承套圈的外径，靠轴承 套圈的另一个外倒角，车端面，这样基本可以保证沟位、沟侧摆公差要求，但 是约有2%的产品端面垂直度超差，由于采用点接触倒角，容易产生磕碰伤，需 要两台设备，成本高。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有消除冷辗压轴 承套圈端面缺陷的方法所存在的加工效率低、两个端面加工后的表面粗糙度不 同以及产品端面垂直度超差等不足，提供一种冷辗轴承外圈沟道定位夹具装置， 为此本实用新型采用以下技术方案
冷辗轴承套圈沟道定位夹具装置，其特征是其包括沟道定位夹具体和内 涨拉杆头，所述的沟道定位夹具体具有一个轴向通孔，在该沟道定位夹具体的 一端沿其轴向剖分成若干个涨紧瓣，在每个涨紧瓣的外侧上设置对应的涨紧圆
弧，在每个涨紧瓣的内侧设置扩张受力面，所述的沟道定位夹具体的另一端设 置成连接部；所述的内涨拉杆头穿设在所述沟道定位夹具体的轴向通孔内，其 一端设置连接部，其另一端设置有与所述的扩张受力面对应的扩张施力面。
该夹具装置，由内涨拉杆头的轴向运动，将沟道定位夹具体上的涨紧瓣涨 开，利用涨紧瓣上的涨紧圆弧与轴承外圈的内沟道进行自定心夹紧，在刀架上 装2把车刀，径向运动可同时车削轴承外圈的两个端面，轴向运动可车削轴承 外圈的外圆。
这种结构的设计与其他加工方式比较，由于采用轴承套圈的沟道定位，能 完全保证沟位差、沟侧摆、端面的垂直度、端面的平面度、平行度等形位公差 的要求，具有加工精度高、加工成本低、加工周期短、周转次数少，在单台设 备上一次装夹可同时完成外径和两个端面的车削加工等特点。这样的夹具具有 加工定位精度高，夹持力好， 一次装夹完成多道工序，降低生产成本，縮短生 产周期，夹具制造简单，成本低廉、适用性广等特点。解决了冷辗套圈在后续 加工工序中无法以端面和外径做为加工基准的难题。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技 术特征所述的扩张受力面和扩张施力面为圆锥面，所述的扩张施力面的锥度大于 扩张受力面的锥度。保证具有良好的夹持力。所述的沟道定位夹具体由弹簧钢加工而成，所述的涨紧瓣之间存在2-3ram 宽的狭缝，所述狭缝的轴向长度为沟道定位夹具体总长的1/2-2/3。由此保证涨 紧瓣能够良好的弹性变形能力。其还包括有打料套，该打料套位于沟道定位夹具体的径向外侧和涨紧圆弧 的轴向内侧。所述的打料套为圆圈状或者半圆缺口状。本实用新型的有益效果是1、 解决了冷辗套圈后续无初始加工基准的难题。该装置利用沟道定位夹具 体上的涨紧圆弧与轴承套圈的内沟道进行自定心夹紧，将轴承套圈的内沟道做 为加工基准，能在单台设备上一次装夹完成两个端面和外径的车削加工。后续 加工可以以外径和端面为初始加工基准进行加工。2、 提高了加工精度。轴承套圈的沟位差、沟侧摆都是轴承套圈端面对沟道 的形位公差指标，该装置根据冷辗套圈的特点，以轴承套圈的内沟道做为加工 基准，符合加工工艺。传统加工工艺只能将上述形位公差指标控制在0.08mm以 内，采用该装置可将其控制在0.03mm以内。3、 提高了生产效率，降低了生产成本。该装置能在单台设备上一次装夹完 成外径和两个端面的车削加工，有效的降低了产品的加工费用。能够和数控精 密冷辗环机直接进行连线加工，减少产品在线积压问题，减少产品周转次数， 减少了操作加工人员和辅助人员，降低了生产成本。4、 变革传统轴承套圈工艺路线。轴承加工最终是以沟道为基准的，该装置 为传统的轴承套圈车削加工提供了新思路，可以打破传统加工工艺路线，先将 沟道加工成形，再以沟道做加工基准。5、 适用范围广。该装置适用于所有6类冷辗轴承套圈和传统车加工轴承套 圈的外圈加工，该装置能够安装在各种轴承套圈加工车床上。6、 更换方便，调整简单。该装置在换型号的时候，只需更换沟道定位夹具 体、内涨拉杆头和半圆打料套，打表找正即可。7、 制造成本低。该装置结构简单，体积小，重量轻，加工要求不高，材料价格低。8、寿命长。该装置能加工IO万件产品以上。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的沟道定位夹具体的外形结构示意图。 图3为图2的右视图。图4为本实用新型应用在机床上的结构剖视图。图5为图4所示结构的右视图。图中1—底版；2—气缸；3—活塞杆；4一导向杆；5—螺母；6—连接板；7_螺钉；8—打料套； 9一轴承套圈，9a—轴承套圈内沟道，D—轴承外圈的内径，r一内沟道的半径； IO—沟道定位夹具体10a—轴向通孔，10b—涨紧瓣，10c—涨紧圆弧，10d—扩张受力面，10e—连接部，10f—狭缝，S—宽度狭缝，L2—狭缝的轴向长度，Ll一沟道定位夹具体总长，a—扩张受力面10d与轴线之间的夹角，d—涨紧圆弧处最大直径，；R—涨紧圆弧的半径； ll一内涨拉杆头；lla—连接部， llb—扩张施力面，扩张施力面lib与轴线之间的夹角； 12—车刀；13—刀架；14—定位法兰；15—转接杆；16—主气缸拉杆。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明如图1、 2、 3所示的冷辗轴承套圈沟道定位夹具装置，其根本的构成部分 是沟道定位夹具体10和内涨拉杆头11，沟道定位夹具体10具有一个轴向通孔 10a，在该沟道定位夹具体10的一端沿其轴向剖分成若干个涨紧瓣10b，在每个 涨紧瓣10b的外表面上设置对应的涨紧圆弧10c，在每个涨紧瓣10b的内表面上 设置扩张受力面10d,沟道定位夹具体10的另一端设置成螺纹作为连接部10e 以便与机床的主轴连接；内涨拉杆头11穿设在沟道定位夹具体10的轴向通孔 10a内，其一端设置螺纹作为连接部lla以便与动力连接，其另一端设置有与所述的扩张受力面10d对应的扩张施力面llb。据此，将该夹具装置装在机床上， 在动力驱动下，由内涨拉杆头11的轴向运动，将沟道定位夹具体10上的涨紧 瓣10b涨开，利用涨紧瓣10b上的涨紧圆弧10c与送来套在沟道定位夹具体10 上的轴承外圈9的内沟道9a进行自定心夹紧，在刀架13上装2把车刀12，径 向运动可同时车削轴承外圈9的两个端面，轴向运动可车削轴承外圈的外圆。 进一步的，扩张受力面10d和扩张施力面lib为圆锥面(图中为圆锥面)。扩张施力面lib的锥度大于扩张受力面10d的锥度，体现在扩张施力面lib与轴线之间的夹角3大于扩张受力面10d与轴线之间的夹角a 。沟道定位夹具体10由弹簧钢加工而成，所述的涨紧瓣10b之间存在宽度S为2-3mm宽的狭缝10f ，狭缝10f的轴向长度L2为沟道定位夹具体10总长Ll的1/2-2/3。其还包括有打料套8，该打料套8位于沟道定位夹具体10的径向外侧和涨 紧圆弧10b的轴向内侧。打料套8为圆圈状或者半圆缺口状。 以下通过一个具体例子对本实用新型做详细说明。图'l、图2、图3所示的沟道定位夹具体10是由弹簧钢等淬火后刚性、韧性较好的钢材加工而成。 一端带有定位台阶面和作为连接部10e的连接螺纹， 另一端带有涨紧圆弧10c，并且将涨紧圆弧10c端4等分(或6等分)沿轴向割 开宽度S为2-3mm、深度(即长度L2)为2/3于沟道定位夹具体10总长Ll的 狭缝10f 。沟道定位夹具体10的涨紧圆弧10c处最大直径d小于轴承外圈9的 内径D 0.5mm左右，以便将送来轴承外圈的套在沟道定位夹具体上。如图4、图5所示，沟道定位夹具体10通过螺纹与定位法兰14连接，内涨 拉杆头11的连接部通过转接杆15与主气缸拉杆16连接，半圆打料套8固定在 连接板6上，气缸2装在底板1上，气缸2上的活塞杆3通过2个螺母5与连 接板6连接，2个导向杆4穿过连接板6，连接板6可以在2个导向杆4上通过 气缸2的活塞杆3轴向滑动。且半圆打料套8的中心与沟道定位夹具体10的中 心重合。主气缸拉杆16向左轴向移动，可以使内涨拉杆头11将沟道定位夹具 体10头部涨开，从而使沟道定位夹具体10上的涨紧圆弧涨开，利用沟道定位 夹具体10上的涨紧圆弧与轴承外圈9的内沟道9a进行自定心夹紧(沟道定位 夹具体10上的涨紧圆弧的半径R大于轴承外圈9内沟道9a的半径r，以避免涨 紧圆弧接触内沟道而损伤内沟道)，2把车刀12装在刀架13上，2把车刀12刀 尖之间的距离等于加工后轴承外圈9的高度尺寸。半圆打料套8圆心与沟道定 位夹具体10的中心基本重合，半圆缺口对车刀12的刀尖。刀架先轴向向左运动，其中一把车刀可车削轴承外圈9的外圆，在程序设 定的位置停下，径向运动2把车刀可同时车削掉轴承外圈9的两个端面。这样 就实现了一次装夹完成外径和两个端面的车削加工。加工完成后，主气缸拉杆16向右移动，沟道定位夹具体10的涨紧圆弧恢 复原状，气缸2上的活塞杆3向右移动，带动半圆打料套8将轴承外圈9从沟 道定位夹具体10上卸下。如前背景技术部分所述，冷辗的轴承套圈无初始加工 基准，为给后续工序加工出基准，成本高，效率低，而且废品率无法控制等诸 多原因。该实施例能很好的解决这个问题，实现高效，高精度，低成本的批量 加工生产。
权利要求1、冷辗轴承套圈沟道定位夹具装置，其特征是其包括沟道定位夹具体(10)和内涨拉杆头(11)，所述的沟道定位夹具体(10)具有一个轴向通孔(10a)，在该沟道定位夹具体(10)的一端沿其轴向剖分成若干个涨紧瓣(10b)，在每个涨紧瓣(10b)的外侧设置对应的涨紧圆弧(10c)，在每个涨紧瓣(10b)的内侧设置扩张受力面(10d)，所述的沟道定位夹具体(10)的另一端设置成连接部(10e)；所述的内涨拉杆头(11)穿设在所述沟道定位夹具体(10)的轴向通孔(10a)内，其一端设置连接部(11a)，其另一端设置有与所述的扩张受力面(10d)对应的扩张施力面(11b)。
2、 根据权利要求l所述的冷辗轴承套圈沟道定位夹具装置，其特征是所 述的扩张受力面(10d)和扩张施力面(lib)为圆锥面。
3、 根据权利要求2所述的冷辗轴承套圈沟道定位夹具装置，其特征是所 述的扩张施力面(llb)的锥度大于扩张受力面(10d)的锥度。
4、 根据权利要求l、 2或3所述的冷辗轴承套圈沟道定位夹具装置，其特 征是所述的沟道定位夹具体(10)由弹簧钢加工而成，所述的涨紧瓣(10b)之 间存在宽度(S)为2-3mm的狭缝(10f)，所述狭缝(10f)的轴向长度(L2)为沟 道定位夹具体(10)总长(L1)的1/2-2/3。
5、 根据权利要求l所述的冷辗轴承套圈沟道定位夹具装置，其特征是其 还包括有打料套(8)，该打料套(8)位于沟道定位夹具体(10)的径向外侧和 涨紧圆弧(10B)的轴向内侧。
6、 根据权利要求5所述的冷辗轴承套圈沟道定位夹具装置，其特征是所 述的打料套(8)为圆圈状或者半圆缺口状。
专利摘要冷辗轴承套圈沟道定位夹具装置，属于机械加工设备，现有技术存在加工效率低、两个端面加工后的表面粗糙度不同以及产品端面垂直度超差等不足，本实用新型包括沟道定位夹具体和内涨拉杆头，沟道定位夹具体具有一个轴向通孔，在该沟道定位夹具体的一端沿其轴向剖分成若干个涨紧瓣，在每个涨紧瓣的外表面上设置对应的涨紧圆弧，在每个涨紧瓣的内表面上设置扩张受力面，沟道定位夹具体的另一端设置成连接部；内涨拉杆头穿设在沟道定位夹具体的轴向通孔内，其一端设置连接部，其另一端设置有与扩张受力面对应的扩张施力面。该方案解决了冷辗套圈后续无初始加工基准的难题。提高了加工精度。提高了生产效率，降低了生产成本。
文档编号B23B31/42GK201108973SQ20072019206
公开日2008年9月3日 申请日期2007年11月8日 优先权日2007年11月8日
发明者余 刘, 李晓东, 汪立洲, 聂汉杰, 蓝育忠 申请人:新昌县五洲精密冷成型技术有限公司;刘 余;蓝育忠