[发明专利]无缝钢管冷轧机轧辊轴承的车床加工夹具和加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车床加工辅助设备与加工方法，具体涉及一种在冶金、机械行业生产无缝钢管用的加工冷轧管机轧辊轴承的机床加工的车床专用工装夹具和采用该工装夹具加工冷轧管机轧辊轴承的加工方法。

背景技术

无缝钢管是常见的冶金金属制品。冷轧生产是无缝钢管的主要生产方式，冷轧管机是无缝钢管的冷轧生产设备，冷轧管机按照辊系数量分为两辊式与多辊式两种。其中多辊式冷轧管机由轧制机构、传动机构、送进回转机构、芯棒卡盘机构、工艺润滑系统、液压系统、气动系统、电气控制系统、辅助机构等组成，常用于轧制精度要求高的无缝钢管生产。其轧制机构由机座、机架、导程、变形工具组成，用于对坯料管的轧制变形加工。其中变形工具由轧辊、轧辊轴承、滑槽等组成，其中轧辊一般由至少3套轧辊组成，轧辊形状为台阶状圆柱体，在中间大径圆柱体表面上加工有环形凹槽，即轧制槽，其截面形状呈半圆形，轧制槽根据轧制规格的不同加工有相应的尺寸。轧制时，轧辊成组使用，即将轧辊两端轴颈分别安装在轧辊轴承的圆孔中，连同轧辊轴承一起安装在轧制机构的导程中，导程安装在机架内部，滑槽分别安装在机架内的导程的外侧面，此时由至少3套轧辊的轧制槽共同组成一个包容圆，通过传动机构传递动力，带动机架在机座内做水平往复运动，导程在传动机构的带动下，随着机架的运动，带动轧辊在滑槽表面做往复运动，依靠滑槽表面的斜度，对待加工的无缝钢管坯料管进行变形加工。因此轧辊、滑槽、轧辊轴承等变形工具构件的加工质量直接决定了无缝钢管的加工质量，尤其是在表面质量要求较高的无缝钢管轧制中，对轧辊与轧辊轴承、滑槽等的加工精度有极高的技术要求。

其中轧辊轴承是控制轧辊运动轨迹的主要部件，连接于导程与轧辊之间，采用铜基合金加工成。图1、图2以及图3、图4分别示出用于两种型式滑槽的冷轧机轧辊轴承的结构。如图所示，轧辊轴承的形状是一个带有不完整圆孔的矩形体1，以偏离矩形体中心一个规定的距离例如12.5mm处作为原点，加工要求直径例如为φ65mm的偏心例如4/5的呈C字型的圆弧通孔2，矩形体外侧平面分别加工有燕尾槽3、螺纹孔4和斜面5，结构较为复杂，既要保证圆孔与矩形体的长度方向的同轴度，又要保证宽度方向的偏心距，还要有确保圆孔的圆度，因此加工工序比较繁琐。

以LD-60三辊式冷轧机轧辊轴承（规格是30~45）为例，目前常用的加工工艺是：1、提供坯备料：采用长方体铜铸坯，尺寸为90*105*35mm；2、刨削加工：使用B6050牛头刨床按图示尺寸分别粗、精刨加工，尺寸至100-0.040-0.076*84+0.04-0.04*29mm，垂直度≤0.03mm，粗糙度为3.2μm；按图加工倒角15*15mm；3、钳工划线：使用专用工具按照图纸要求划线，找正毛坯零件的中心，划中心十字线及φ65mm圆弧线，中心线的误差≤公称之半，并用样冲均匀标识；4、车削加工：使用CY6140车床，用四爪卡盘装夹，找正中心线及及垂直度，钻孔φ40mm，粗加工至φ63mm，再次精校正，精加工至φ65+0.03mm；5、刨工：使用B6050牛头刨床，（1）校正机用平口钳，按图纸要求粗、精刨加工29.5mm尺寸的开口，（2）粗、精刨60度燕尾槽，（3）按图要求倒角；6、钳工钻孔：按照图纸要求钻孔、攻丝加工2-M5mm螺纹孔、修毛刺。之后进行检验：按图检验，上防锈液后包装入库。

车床是常见的通用机械加工设备，而轧辊轴承的加工难点在于偏心孔的加工，采用车床对偏心孔进行加工，由于车床加工缺口圆的能力较差，易跳刀精度低，因此在普通车床上加工，为保证偏心内孔的精度，以内孔为加工基准，需采用外形大余量、低切削速度的车削加工方法加工内孔，然后再在刨床上重复加工外形尺寸。

上述加工工艺存在以下的不足：原材料消耗大：由于需要加工完整圆孔后再进行平面切削余量加工，因此铜基合金消耗大；加工工艺重复：刨床两次加工平面，先为车削提供加工基准，再进行缺口平面加工，重复性作业、加工效率低；加工精度保证困难：采用钳工划线标识方式为车削圆孔提供初基准，再有车工在机床上通过卡盘调整确保加工精度，调整时间长，更换一件后需要重新调整，对操作人员的技能和经验要求高；连续加工不便：由于轧辊轴承形状较复杂，形位公差精度高，普通车床装夹加工困难，难以保证其形位公差的精度，其他机床如铣床、镗床、钻床等都不能满足其加工需要。

因此需要提供一种能简化冷轧机轧辊轴承加工工艺又可确保其加工精度的机床加工的车床专用工装夹具与冷轧管机轧辊的加工方法已是本技术领域急需解决的问题。

发明内容