轎車(chē)輪轂軸承是汽車(chē)底盤(pán)上的一個(gè)重要零部件，其制造精度直接關(guān)系汽車(chē)整體的質(zhì)量。根據(jù)與汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)其它元件集成方式的不同，可以分為第一代、第二代、第三代和第四代輪轂軸承。

二代與三代軸承結(jié)構(gòu)

目前，應(yīng)用較為廣泛的是第三代輪轂軸承，它采用了軸承單元和防抱剎系統(tǒng)ABS相配合，軸承單元的內(nèi)外圈均有法蘭，內(nèi)圈通過(guò)內(nèi)法蘭用螺栓固定在驅(qū)動(dòng)軸上，外法蘭將整個(gè)軸承安裝在一起。

輪轂軸承制造工藝流程

目前市面上，軸承配套廠商主要加工工藝流程分為兩種：

第一種加工工藝：車(chē)削工序加工主要集中在工件熱處理前。

圖1

其優(yōu)點(diǎn)是高頻淬火前的加工工序可統(tǒng)一采用自動(dòng)生產(chǎn)線加工，縮短了加工時(shí)間，提高了加工效率。缺點(diǎn)是高頻淬火導(dǎo)致磨削時(shí)一些定位面可能發(fā)生微小變形，從而影響溝道磨削的精度及螺栓孔位置度，不利于軸承單元運(yùn)行的穩(wěn)定性。

第二種加工工藝：車(chē)削工序加工主要分布在工件熱處理前粗車(chē)工序和熱處理后精車(chē)工序。

圖2 工序加工流程

這項(xiàng)方案優(yōu)點(diǎn)是有效避免了高頻淬火對(duì)三個(gè)定位面的影響，保證磨削精度，同時(shí)提高了螺栓孔位置度，進(jìn)而增加了穩(wěn)定性和可靠性。缺點(diǎn)則是加工工序較多，加工設(shè)備分散，投資成本高。

 熱處理前集中加工的思路

在熱處理前集中加工的工藝上，多為粗車(chē)工序，其設(shè)備為桁架式自動(dòng)線由桁架機(jī)械手和兩臺(tái)數(shù)控車(chē)床、上下料庫(kù)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和抽檢單元組成，可以完成熱處理前的粗精車(chē)工序。在桁架1v2形式下，一個(gè)機(jī)械手為兩臺(tái)車(chē)床換料，機(jī)械手換料時(shí)間為16s。

圖3 桁架式車(chē)床自動(dòng)線

鉆攻工序，由上下料機(jī)器人工作站完成，由一臺(tái)關(guān)節(jié)機(jī)器人配3臺(tái)立式加工中心組合，上料庫(kù)帶角向定位功能，輔助機(jī)器人給立式加工中心上料。三臺(tái)立式加工中心加工相同工序，可減少自動(dòng)線的生產(chǎn)節(jié)拍。機(jī)器人為主機(jī)換料的時(shí)間為16s。

熱處理后精車(chē)工序加工的自動(dòng)化設(shè)備

熱處理后的輪轂軸承法蘭面精車(chē)加工，由于切削量小，進(jìn)給速度快，單個(gè)工件的加工時(shí)間短。一般的自動(dòng)化設(shè)備不能滿足輪轂軸承的快節(jié)拍要求，目前車(chē)床主流自動(dòng)化設(shè)備有兩種：桁架式機(jī)械手自動(dòng)上下料、車(chē)床外部配關(guān)節(jié)機(jī)器人換料形式。這兩種形式都在機(jī)床外，在換料時(shí)有開(kāi)關(guān)門(mén)和多余的移動(dòng)時(shí)間導(dǎo)致?lián)Q料時(shí)間在18s左右。與加工時(shí)間相同，效率低，導(dǎo)致生產(chǎn)線節(jié)拍不合理。

圖4

采用一種新型精車(chē)工序自動(dòng)化設(shè)備，應(yīng)用機(jī)內(nèi)機(jī)器人，6軸關(guān)節(jié)機(jī)器人側(cè)掛在數(shù)控車(chē)床內(nèi)部，省去了機(jī)床換料時(shí)的開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間，大大的提高了換料節(jié)拍。獨(dú)立的框架設(shè)計(jì)解決了機(jī)床的振動(dòng)，保證了機(jī)床加工的穩(wěn)定性。

圖5

輪轂軸承熱處理后，通過(guò)傳輸料道傳送到精車(chē)自動(dòng)線，通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將工件翻轉(zhuǎn)，到達(dá)輪轂軸承加工時(shí)的上料狀態(tài)，然后送入機(jī)床內(nèi)部，機(jī)器人機(jī)械手抓取輪轂軸承工件，進(jìn)入等待區(qū)域等候，零件加工完，機(jī)械手對(duì)主機(jī)進(jìn)行工件換料，將加工完的輪轂軸承換下，然后機(jī)器人第6軸旋轉(zhuǎn)，將輪轂軸承毛坯料裝進(jìn)主機(jī)夾具。機(jī)床進(jìn)入加工程序，在主機(jī)切削工件的同時(shí)，機(jī)器人在機(jī)床內(nèi)部換取新的毛坯料，等待機(jī)床加工完成，以上過(guò)程循環(huán)啟動(dòng)，始終保持生產(chǎn)線22s的節(jié)拍。

加工用自動(dòng)化夾具方案

工件通過(guò)特定的后拉卡盤(pán)夾持滾道面，定位輪轂軸承靠面，保證加工精度，如圖6所示。輪轂軸承中心加一路中心出氣，保證在加工工件時(shí)，中心孔位置產(chǎn)生氣體負(fù)壓，使外部粉塵及鐵屑不能進(jìn)入，以防裝卡下一個(gè)工件時(shí)，產(chǎn)生偏移影響加工精度。

圖6 自動(dòng)化設(shè)備夾具結(jié)構(gòu)圖

與傳統(tǒng)單機(jī)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)

采用上述自動(dòng)化設(shè)備與夾具方案，生產(chǎn)線的節(jié)拍快，關(guān)節(jié)機(jī)器人給主機(jī)的換料時(shí)間為7s，整線的生產(chǎn)節(jié)拍為22s。7s的換料時(shí)間解決了傳統(tǒng)人工換料時(shí)的疲勞。并且達(dá)到了高精，輪轂軸承的右端面精車(chē)之后，作為后序磨削工序的基準(zhǔn)定位面，因此嚴(yán)控達(dá)到右端面到滾道端面的高度差、端面的外徑及其圓度。

拓展：輪轂軸承的結(jié)構(gòu)與使用

輪轂軸承的生產(chǎn)中，自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用有重要意義。生產(chǎn)出成品后，輪轂軸承在使用時(shí)還需要注意結(jié)構(gòu)以及使用上的一些細(xì)節(jié)。

一代軸承的安裝使用

二代軸承的安裝使用

三代軸承的安裝使用