梁雪安

　　摘　要：筆者通過結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)調(diào)心球軸承內(nèi)外圈磨加工工藝進(jìn)行了深入的研究討論，具體介紹了調(diào)心球軸承內(nèi)圈與外圈磨削加工的特點(diǎn)，并重點(diǎn)分心了影響軸承產(chǎn)品調(diào)心性的主要因素，并提出了相關(guān)有效的改善措施，從而逐步提高我國(guó)軸承產(chǎn)品的加工水平。

　　關(guān)鍵詞：調(diào)心球；軸承；內(nèi)圈；外圈；加工工藝
　　一、前言
　　一般的調(diào)心球軸承主要分為兩種類型，一種是分圓柱孔，另一種是圓錐孔。而由于這兩種軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，對(duì)于產(chǎn)品調(diào)心性的影響因素也有著很大的區(qū)別。如果這些軸承產(chǎn)品在實(shí)際的裝配過程中，出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)不靈活等質(zhì)量問題，就必須立刻停止加工，并對(duì)其進(jìn)行二次拆套返修，這樣不僅造成了大量資源的過度浪費(fèi)，還大大增強(qiáng)了企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此，為了更加有效的解決這一問題，加工單位應(yīng)該從零配件方面入手，積極尋求解決對(duì)策，從根本上來改善產(chǎn)品質(zhì)量差的問題。以下本文就對(duì)調(diào)心球軸承內(nèi)外圈磨加工工藝進(jìn)行了探討分析，得出相關(guān)結(jié)論，以供參考。
　　二、軸承內(nèi)圈工藝分析
　　通常情況下，調(diào)心球軸承內(nèi)圈的兩溝直徑差對(duì)于其調(diào)心性有著一定的影響，如果這兩者之間的相互差較大，就很容易對(duì)軸承外圈球面造成損壞。并且，在實(shí)際的調(diào)心球軸承內(nèi)外圈磨加工過程中，一般的內(nèi)圈溝道普遍要在雙溝磨床上進(jìn)行再次加工，通過利用金剛石來對(duì)砂輪進(jìn)行修整，這樣做的主要目的是為了保證工件磨削的完整性。與此同時(shí)，由于金剛石滾輪是工件兩溝之間直徑差的重要保障，加工人員在進(jìn)行這一加工程序時(shí)，必須保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，從中選擇出合適的金剛石滾輪，從而修整出質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)的砂輪，并將內(nèi)圈兩溝的直徑差進(jìn)行嚴(yán)格的控制。
　　另外，因?yàn)楹芏喈a(chǎn)品并沒有使用金剛石滾輪，一般采用了單溝兩次的磨削方法。那么，這就要求加工人員必須充分保證其平面公差的合理性，尤其是要在加工以前，需要用準(zhǔn)用的測(cè)量?jī)x器來平面尺寸、面積等進(jìn)行認(rèn)真全面的測(cè)量，并將這些產(chǎn)品分成若干個(gè)小組，逐一進(jìn)行加工。這樣一來，不僅有效保證了每個(gè)產(chǎn)品平面尺寸的統(tǒng)一性，還極大的保證了軸承內(nèi)圈溝之間的距離。
　　一般來說，由于砂輪在實(shí)際的磨削過程中，多多少少會(huì)產(chǎn)生一定的磨損，其平面尺寸在會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。因此，為了確保軸承內(nèi)圈兩溝直徑差的合理范圍，相關(guān)技術(shù)人員通過反復(fù)試驗(yàn)以后發(fā)現(xiàn)，如果縮短砂輪的修整間時(shí)間，只要將四個(gè)產(chǎn)品一次性加工即可，若是對(duì)這四個(gè)產(chǎn)品加工完成后，需要對(duì)另一面進(jìn)行加工時(shí)，可以充分利用機(jī)床修整補(bǔ)償?shù)淖饔茫源藖韺蓽祥g的直徑差控制在Z小范圍內(nèi)。
　　三、軸承外圈工藝分析
　　1.防外圈溝道邊緣凸起方法
　　調(diào)心球軸承的外溝道是球面，但是在A點(diǎn)處滾道凸起，這種凸起會(huì)影響調(diào)心球軸承的調(diào)心性能，甚至無法調(diào)心，并且有凸起這一側(cè)在軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)鋼球產(chǎn)生摩擦阻力，使鋼球磨損加快，降低使用壽命。
　　產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是砂輪厚度小及砂輪在溝邊緣處消耗快。分廠調(diào)心軸承的外圈是采用切入磨床加工溝道，如3MZ1410SA。如果砂輪厚度小于外圈寬度，就會(huì)造成溝邊磨不到，形成凸起。為了消除這一缺陷，可選擇厚度大于外圈寬度1～1.5mm的砂輪。
　　因?yàn)檩S承外圈溝的邊緣處十分鋒利，再加之砂輪在過程中的消耗速度非常快，如果加工人員沒有及時(shí)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，就很難保證整個(gè)外溝圈都能夠受到均勻的磨削，其平面就很容易出現(xiàn)高低不平的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。所以，為了更好的解決這一問題，加工人員可以適當(dāng)對(duì)修整次數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并通過增加修整器的補(bǔ)償量，以此來保證磨鈍的砂輪也可以得到很多的修正。除此之外，由于粗磨與細(xì)磨的加工要求不同，在砂輪的粒度選擇方面也存在著較大的差異。因此，加工人員一定要在Z終確認(rèn)磨削方式以后，選擇出粒度合適的砂輪，從而避免調(diào)心球軸承外圈邊緣發(fā)生凹凸不平的質(zhì)量問題。
　　2.減少外溝球面位置誤差的方法
　　球面中心位置不可能完全與理論中心位置重合，或多或少會(huì)有些誤差，這完全靠外圈寬度相互差的檢測(cè)手段來控制外圈在M7675B雙端面磨床上加工，相互差可以控制在很小的范圍內(nèi)（0.015mm以內(nèi)）。外圈球面中心位置過去一直用位置樣板進(jìn)行測(cè)量，樣板分Z大極限尺寸和Z小極限尺寸，當(dāng)用球面位置樣板Z大極限位置的一面測(cè)量外溝道時(shí)，靠近樣板的內(nèi)側(cè)有“光隙”，反之，外側(cè)有“光隙”。這種測(cè)量完全靠目測(cè)，誤差較大。為了減小誤差，改用儀器測(cè)量，采用D923內(nèi)徑測(cè)量?jī)x，測(cè)點(diǎn)高度一般為h=3mm（視倒角大小h越小越好），測(cè)量時(shí)兩面測(cè)量，通過調(diào)整砂輪的進(jìn)給位置，兩面測(cè)量的結(jié)果越接近，則說明球面兩面越對(duì)稱，也就是說球面中心位置與理論中心位置接近重合，如果再考慮外圈寬度的相互差，基本上也可以把誤差控制在0.015mm左右。通過改用儀器測(cè)量，球面中心位置的誤差能控制在比較理想的范圍內(nèi)。
　　3.保證球面曲率半徑的方法
　　眾所周知，調(diào)心球的軸承外圈溝道是一個(gè)圓弧形的球體表面，這種設(shè)計(jì)Z根本的目的是為了保障軸承內(nèi)圈合體能夠?qū)ν馊Ξa(chǎn)生較好的調(diào)心性，雖然這是一種基本的設(shè)計(jì)理論概念，但在實(shí)際的加工生產(chǎn)中，仍舊存在一定的誤差。其中，對(duì)較差就是一種Z常見的問題。大部分加工人員在對(duì)對(duì)角差進(jìn)行測(cè)量時(shí)，通常都是采用了手槍表的測(cè)量方法，其主要的工作原理是，保持手槍表的不動(dòng)，由外圈擺動(dòng)測(cè)量，并將對(duì)角差嚴(yán)格控制在合理的范圍內(nèi)。與此同時(shí)，為了將誤差控制在Z小的技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，必須保證球面曲率的一致性，每次在產(chǎn)品加工以前，充分做好砂輪的修整工作，盡可能保證在加工過程中不對(duì)砂輪修整器進(jìn)行調(diào)整，以此來提高產(chǎn)品的加工效率與質(zhì)量。
　　四、幾種磨削方法
　　1.擺動(dòng)磨削方法
　　磨床擺動(dòng)可繞垂直工件軸線在水平方向作一定角度的往復(fù)擺動(dòng)，工件溝道圓弧面的形狀是依靠工件相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的砂輪擺動(dòng)而形成的。磨削時(shí)，工件除了轉(zhuǎn)動(dòng)外，繞溝道中心點(diǎn)往復(fù)擺動(dòng)，砂輪高速旋轉(zhuǎn)并實(shí)現(xiàn)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直至工件尺寸合格。
　　這種磨削方法，由于工件不斷地?cái)[動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)邊磨下件邊修磨砂輪，使砂輪既能保持均勻磨損與自銳性，又能保持砂輪的切削性能和幾何形狀，因此保證了溝道加工要求。在磨削過程中，由于砂輪形狀自然形成，故不需要修整砂輪，前提是砂輪必須采用自銳性較強(qiáng)的橡膠結(jié)合劑砂輪。因?yàn)橄鹉z結(jié)合劑砂輪在磨削區(qū)域的高溫作用下，砂輪表面的結(jié)合劑會(huì)逐漸老化變脆，磨鈍的磨粒在工件擺動(dòng)下容易脫落，因而可經(jīng)常保持鋒利的磨粒參加磨削，而且，這種結(jié)合劑具有很強(qiáng)的拋光性能，能使溝道表面粗糙度達(dá)到一定的要求。動(dòng)作循環(huán)是靠砂輪架移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。徑向進(jìn)給是靠砂輪架橫向往復(fù)實(shí)現(xiàn)的。
　　2.切入磨削方法
　　圓弧修整器把砂輪的外緣修成所需的圓弧半徑，然后用已成型的砂輪進(jìn)入溝道進(jìn)行磨削，即可磨削成所需要的圓弧溝道。從磨削原理分析得知，砂輪的幾何形狀決定了套圈的幾何質(zhì)量。砂輪在磨削中必須保持正確的切削性能和幾何形狀。選擇砂輪時(shí)，必須選擇保持輪廓形狀較強(qiáng)的砂輪，一般選擇陶瓷結(jié)合劑的砂輪。磨削時(shí)砂輪圓弧表面的各點(diǎn)磨削速度不同，再加上被磨工件溝道余量不均勻，會(huì)造成砂輪磨損不均勻，因此要根據(jù)砂輪的磨損程度修整砂輪，這樣輔助時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一些，但由于機(jī)床簡(jiǎn)單，工藝系統(tǒng)穩(wěn)定，套圈單件加工時(shí)間受影響程度不大。
　　五、結(jié)束語
　　綜上所述，可以得知，影響雙列調(diào)心球軸承的旋轉(zhuǎn)靈活性和調(diào)心性的因素還有很多，如：軸承的潔凈度、合套游隙的情況、精研時(shí)內(nèi)圈兩溝的精研量不同，特別是軸承保持架殘磁的存在對(duì)軸承產(chǎn)品質(zhì)量的影響等，都有待進(jìn)一步分析與研究。
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來源：《中國(guó)科技博覽》2015年18期