一种圆柱滚子轴承保持架及加工方法与流程

本发明涉及轴承加工领域，尤其涉及一种轴承保持架。

背景技术：

目前国内航空发动机主轴轴承dn值已达到3.5×10⁶，工作温度在315℃以上，随着我国航空器性能的不断提高，对航空发动机轴承的高速、高温及运转稳定性的要求也不断提高。对于该类高性能轴承，除套圈和滚动体外，保持架各部位结构尺寸的精细化设计已逐渐被引起关注和重视，发动机主轴轴承在使用过程中，连续发生兜孔磨损乃至于断裂的问题。

技术实现要素：

本发明解决的问题是：现有轴承保持架在使用过程中会发生兜孔磨损和断裂的问题。

本发明采用如下技术方案实现：一种圆柱滚子轴承保持架，包括本体2和横梁1，所述本体2和横梁1的过度位置加工有应力缓冲槽3，所述应力缓冲槽3为2/3至3/4个圆形，所述横梁1上加工有油槽4，所述油槽4为沿横梁1径向凹陷的半圆形，油槽4为n个，n为正整数。

进一步的，所述横梁1中部位置设有单锁点5。

进一步的，所述油槽4为纵向油槽。

进一步的，所述应力缓冲槽3的开口宽度l1和l2的取值公式为：

l1＝l2＝0.25[b1-0.55～0.65lw]公式一；

其中，b1为保持架兜孔的长度，lw为轴承长度。

进一步的，所述油槽4到本体2的距离为b3，分别位于两个横梁1上的油槽4的中心线间距离为b4，b3和b4的计算公式为：

b3＝1/4b1(公式二)；

b4＝1/2b1公式三；

b为横梁1厚度。

进一步的，所述油槽4的深度t和宽度t1的计算公式为：

t＝0.05b公式四，

t1＝0.08b1公式五。

进一步的，所述横梁1对端面的垂直度为0.02mm～0.07mm。

进一步的，所述本体2对端面的平行度为0.03mm～0.08mm。

进一步的，一种圆柱滚子轴承保持架的加工方法，包括下列步骤：

步骤一：将待制作的空心圆柱形材料进行裁切，形成毛坯材料；

步骤二：将毛坯材料的端面进行打磨；

步骤三：在打磨后的毛坯材料上钻n个均布的圆孔，n为正整数；

步骤四：在圆孔的基础上进行铣方孔处理，使横梁与端面的垂直差在0.02mm-0.05mm之间，形成若干个均布的矩形孔，矩形孔之间留有加工余量，所述加工余量在0.2mm-0.6mm之间；

步骤五：对矩形孔进行拉方孔处理，使其扩张至所需尺寸；

步骤六：每10件产品抽取一件进行检测，检测其垂直差，并进行校正。

进一步的，所述加工余量为0.2mm。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：采用本装置可避免了应力集中现象的发生，大大提高了保持架抗冲击能力，并解决了兜孔拐角部位的裂纹和断裂问题，本结构保持架兜孔结构设计及尺寸精度控制，保证了成品轴承的使用可靠性和安全性，轴承可靠性指标可提高到1.3倍。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的应力缓冲槽示意图。

图3是本发明的油槽示意图。

图4是本发明的垂直差与平行度示意图。

图5是本发明的加工步骤三至步骤五加工示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式，一种圆柱滚子轴承保持架，包括本体2和横梁1，所述本体2和横梁1的过渡位置加工有应力缓冲槽3，所述应力缓冲槽3为2/3至3/4个圆形，所述横梁1上加工有油槽4，所述油槽4为沿横梁1径向凹陷的半圆形，油槽4为n个，n为正整数。

工作原理：在保持架兜孔横梁和过梁的过渡位置设计应力缓冲槽3，应力缓冲槽3为2/3至3/4个圆形，因其形状特性可使本体2和横梁1的过度位置应力分散，避免两者之间尺寸过渡不足出现应力集中产生裂纹，在保持架的横梁位置设计纵向油槽，该油槽可提高滑油在轴承内部的流通性，保证轴承零件接触表面间的润滑效果，降低磨损风险。

具体实施方式二：本实施方式是针对具体实施方式一的进一步说明，在本实施方式中，所述横梁1中部位置设有单锁点5，目的是保证轴承装入时不会从外径方向脱出。

具体实施方式三：本实施方式是针对具体实施方式一的进一步说明，在本实施方式中，所述油槽4为纵向油槽。

具体实施方式四：本实施方式是针对具体实施方式一的进一步说明，在本实施方式中，当轴承的滚子直径和长度相等时，应力缓冲槽3的开口宽度l1和l2两处尺寸可取相等值，为了给滚子边缘留出足够的运转空间，避免滚子运转摆动时与该部位发生碰磨，通过理论分析和验证确认了应力缓冲槽3的开口宽度l1和l2的取值公式为：

l1＝l2＝0.25[b1-0.55～0.65lw]公式一；

其中，b1为保持架兜孔的长度，lw为滚子长度。

具体实施方式五：本实施方式是针对具体实施方式四的进一步说明，在本实施方式中，为了保证润滑效果同时避开滚子两端的斜坡部位，所述油槽4到本体2的距离为b3，分别位于两个横梁1上的油槽4的中心线间距离为b4，b3和b4的计算公式为：

b3＝1/4b1(公式二)；

b4＝1/2b1公式三；

b为横梁1厚度。

具体实施方式六：本实施方式是针对具体实施方式四或五的进一步说明，在本实施方式中，所述油槽4的深度t和宽度t1的计算公式为：

t＝0.05b公式四，

t1＝0.08b1公式五。

具体实施方式七：本实施方式是针对具体实施方式一的进一步说明，在本实施方式中，所述横梁1对端面的垂直度为0.02mm～0.07mm，：所述本体2对端面的平行度为0.03mm～0.08mm，内边8与外边6相比为平行度，外边6与第二内边7相比为垂直差。

对保持架兜孔横梁、侧梁的垂直度和平行度进行有效控制，可避免轴承运转过程中因保持架形位公差控制不足导致滚子运转失稳，产生磨损。

通过大量的产品验证，确认根据轴承所装配的滚子直径大小，选取保持架兜孔的垂直度和平行度控制指标，具体可按下表中要求进行选取；

具体实施方式八：本实施方式是针对具体实施方式一的进一步说明，在本实施方中，所述的一种圆柱滚子轴承保持架的加工方法，包括下列步骤：

步骤一：将待制作的空心圆柱形材料进行裁切，形成毛坯材料；

步骤二：将毛坯材料的端面进行打磨；

步骤三：在打磨后的毛坯材料上钻n个均布的圆孔，n为正整数；

步骤四：在圆孔的基础上进行铣方孔处理，使横梁与端面的垂直差在0.02mm-0.07mm之间，形成若干个均布的矩形孔，矩形孔之间留有加工余量，所述加工余量在0.2mm-0.6mm之间；

步骤五：对矩形孔进行拉方孔处理，使其扩张至所需尺寸；

步骤六：每10件产品抽取一件进行检测，检测其垂直差，并进行校正。

加工余量一般采用0.02mm、0.04mm、0.06mm，较小的加工余量可有效保证后续兜孔的拉削精度及尺寸稳定性，提高保持架兜孔过梁对端面垂直度控制指标，加工材料一般为钢。

对保持架横梁对端面的垂直差进行有效控制，通过大量的产品验证，发现将兜孔横梁对端面的垂直差控制在0.05mm时故障率为5％，控制在0.03mm时故障率为2％，最终确认将横梁对端面的垂直差控制在0.02mm时可有效避免偏磨问题的发生，故障率为零。

对保持架采取铣方孔后再进行拉削的加工方式，兜孔表面粗糙度状态变好，除横梁对端面垂直度精度提高外，侧梁对端面的倾斜度也有所提高，兜孔整体尺寸精度明显变好。

需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释和说明，不能以此限定权利保护范围。凡根据本发明权利要求书和说明书所做的仅仅是局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。