陈颖:双列圆锥滚子轴承外圈滚道磨床改造记

职务: 电气技术员
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由于安装位置和工况的原因,对轴承的承载能力、几何精度、装配精度要求极高。为了完美的达到要求。我司成立了专门的项目攻关组,从原材料的选择到加工直至装配工艺流程的确定,逐项进行了大量艰苦细致的工作。

  随着科技的进步,社会对载重汽车、客车等大型车辆的安全性有了更高的要求。为了防止这类汽车在下坡过程中,持续刹车造成的汽车刹车系统过热和过度疲劳造成的安全隐患。我国公安部强制要求这类汽车安装“缓速器总成”。它的功能主要是使质量较大的车辆平稳减速而不消耗制动系统。

  “缓速器总成”中使用的350210X3轴承及352015X3轴承均为双列圆锥滚子轴承。由于安装位置和工况的原因,对轴承的承载能力、几何精度、装配精度要求极高。为了完美的达到泰乐玛公司的要求。我公司成立了专门的项目攻关组,从原材料的选择到加工直至装配工艺流程的确定,逐项进行了大量艰苦细致的工作。


自行设计的面板和操作界面

  由于该类轴承外圈滚道的几何精度和尺寸精度要求非常高,我公司现有磨削机床无法满足工艺加工要求。如重新从机床制造厂家购买机床,一是需要一大笔资金(预计40多万元一台),二是制造周期太长(预计5-6个月左右),三是机床厂家不能保证加工出来的产品完全满足工艺精度要求。为此公司领导决定自行改造一台“双列圆锥滚子轴承外圈滚道磨床”,以满足加工上述轴承外圈滚道的技术要求。


正在改造中的磨床

  如果想按照预期精度要求加工这两个型号的轴承外圈滚道,我公司现有磨床存在以下问题:

  1.现有磨床只能对轴承外圈的两个滚道采用两次装卡翻面震荡磨削的方式。受外圈两个端面平行差的影响,两个滚道的同轴度无法满足此类产品的工艺要求。

  2.现有磨床为直线修整,加工出来的产品滚道轮廓为直母线,而此类产品滚道轮廓要求为近似对数曲线。现有磨床进给系统为液压系统,无法实现砂轮的对数修整。

  3.机床加工几何精度不能满足产品要求。

  4.现有机床角度调整为机械式,调整精度过低,无法达到精密调整的目的。

  5.尺寸散差较大,尺寸不稳定。

  针对以上问题,项目组制定了如下技术改造方案:

  1.机床控制系统由程控系统改为数控系统,磨架运动及床头运动采用伺服电机控制。重新设计电磁无心卡具、增加磨架运动行程,使该类轴承外套双滚道一次装夹同时切入磨削。

  2.采用双伺服轴插补方式,实现砂轮近似对数曲线的凸度修整。曲线形状可设定、可调整,对左、右滚道凸度值分别设定,凸度值可单独调整。

  3.在数控系统中,通过人机对话界面设定角度微调量,实现角度数控调整,提高角度调整精度,并使双滚道左、右角度分别可调。

  4.设计符合公司操作人员习惯的人机对话界面,增加画面直设功能,缩短调整时间。

  5.机床的机械传动系统改为十字交叉滚子导轨加滚珠丝杠形式,提高传动精度。

  6.重新设计砂轮修整器总成,提高砂轮修整器刚性。

  7.重新选型电主轴、重新设计电主轴夹座。以满足一次装卡时切入磨削,对砂轮系统刚性要求较高的需求。

  8.全封闭罩壳,主轴孔内增加冷却水管,保证冷却充分,避免烧伤。

  改造项目历时3个月16天,主要参与人员9人,辅助参与人员12人。本次改造成本11.8万元。

  经过质检部门检测,改造后的“全自动双列圆锥滚子轴承外圈滚道磨床”加工后的产品,圆度≤0.2μm,表面粗糙度≤0.16μm,轮廓形状满足工艺要求,CMk≥1.67,两滚道尺寸一致性满足工艺要求,烧伤等级<1度。

  满足了公司转型升级的需求,锻炼了一支装备研发队伍,提高了公司高端产品的加工水平。为公司的产品结构调整提供了强有力的支持,同时证明了我公司装备方面的研发能力。


改造中的电气系统


改造中的机械系统

试制的产品

机床工作中


全部评论

  • 镜博士滚压刀 2016/9/6 8:51:47
    这个改造核心就是:伺服电机+滚珠丝杠!!!其它没什么! 我是设计制造数控机床的,已设计2中龙门加工中心(5X6米动柱式龙门,3X4米天车式龙门),其它5款数控车床等