轎車輪轂軸承是汽車底盤上的一個重要零部件，其制造精度直接關(guān)系汽車整體的質(zhì)量。根據(jù)與汽車傳動系統(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)圈通過內(nèi)法蘭用螺栓固定在驅(qū)動軸上，外法蘭將整個軸承安裝在一起。

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：車削工序加工主要集中在工件熱處理前。

圖1

其優(yōu)點是高頻淬火前的加工工序可統(tǒng)一采用自動生產(chǎn)線加工，縮短了加工時間，提高了加工效率。缺點是高頻淬火導(dǎo)致磨削時一些定位面可能發(fā)生微小變形，從而影響溝道磨削的精度及螺栓孔位置度，不利于軸承單元運行的穩(wěn)定性。

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

圖2 工序加工流程

這項方案優(yōu)點是有效避免了高頻淬火對三個定位面的影響，保證磨削精度，同時提高了螺栓孔位置度，進而增加了穩(wěn)定性和可靠性。缺點則是加工工序較多，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，多為粗車工序，其設(shè)備為桁架式自動線由桁架機械手和兩臺數(shù)控車床、上下料庫、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)和抽檢單元組成，可以完成熱處理前的粗精車工序。在桁架1v2形式下，一個機械手為兩臺車床換料，機械手換料時間為16s。

圖3 桁架式車床自動線

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

熱處理后精車工序加工的自動化設(shè)備

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

圖4

采用一種新型精車工序自動化設(shè)備，應(yīng)用機內(nèi)機器人，6軸關(guān)節(jié)機器人側(cè)掛在數(shù)控車床內(nèi)部，省去了機床換料時的開關(guān)門時間，大大的提高了換料節(jié)拍。獨立的框架設(shè)計解決了機床的振動，保證了機床加工的穩(wěn)定性。

圖5

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

加工用自動化夾具方案

工件通過特定的后拉卡盤夾持滾道面，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，中心孔位置產(chǎn)生氣體負壓，使外部粉塵及鐵屑不能進入，以防裝卡下一個工件時，產(chǎn)生偏移影響加工精度。

圖6 自動化設(shè)備夾具結(jié)構(gòu)圖

與傳統(tǒng)單機設(shè)備的優(yōu)勢

采用上述自動化設(shè)備與夾具方案，生產(chǎn)線的節(jié)拍快，關(guān)節(jié)機器人給主機的換料時間為7s，整線的生產(chǎn)節(jié)拍為22s。7s的換料時間解決了傳統(tǒng)人工換料時的疲勞。并且達到了高精，輪轂軸承的右端面精車之后，作為后序磨削工序的基準(zhǔn)定位面，因此嚴(yán)控達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，輪轂軸承在使用時還需要注意結(jié)構(gòu)以及使用上的一些細節(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