CA型調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈小擋邊寬度測(cè)量方法的改進(jìn)

趙慧敏，王國(guó)平，王東利，黃俊鋒

(洛陽(yáng)LYC軸承有限公司a.東升公司；b.大型軸承廠，河南 洛陽(yáng) 471039)

符號(hào)說明

a——滾道曲率ri中心至內(nèi)圈端面的距離

ai——滾道與接觸線交點(diǎn)至端面的距離

b——內(nèi)圈內(nèi)外徑寬度

B——內(nèi)圈寬度

di——滾道直徑

D1——滾道素線與小擋邊素線交點(diǎn)處直徑

D2——小擋邊外徑

D3——標(biāo)準(zhǔn)件窄端面外徑

D4——標(biāo)準(zhǔn)件寬端面外徑

h——小擋邊素線與外徑交點(diǎn)到端面的距離

H——小擋邊寬度

L——滾道曲率ri中心至內(nèi)圈中心的距離

ri——滾道曲率

α——小擋邊角度

1 存在的問題

CA型是調(diào)心滾子軸承常見的一種基本結(jié)構(gòu)，內(nèi)圈有2個(gè)對(duì)稱小擋邊，運(yùn)行中隔圈引導(dǎo)實(shí)體保持架。在內(nèi)圈小擋邊磨工工序，通常采用數(shù)控磨床定程磨削法加工，經(jīng)常發(fā)生批量性小擋邊斜面磨加工余量偏大或偏小。余量偏大時(shí)，直接影響擋邊的生產(chǎn)效率，加工滾道時(shí)會(huì)出現(xiàn)砂輪碰撞擋邊的現(xiàn)象；余量偏小時(shí)，擋邊尺寸可以達(dá)到工藝要求，但擋邊表面局部有黑皮，由于外觀不合格而成為廢品。

2 原因分析

取5個(gè)型號(hào)軸承的內(nèi)圈車工件各50件，采用車工樣板進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果見表1。由表1可以看出，擋邊車加工交檢合格率可達(dá)94%，達(dá)到抽樣的交檢合格率標(biāo)準(zhǔn)(90%)要求，從理論上說明車擋邊工序符合工藝要求，因此需分析實(shí)際加工過程。通常車擋邊工序是在C7632，C7620車床上進(jìn)行，滾道和擋邊工序合并同時(shí)加工，2個(gè)工序緊密關(guān)聯(lián)。下面具體分析車加工擋邊及滾道的計(jì)算與測(cè)量。

表1 樣板測(cè)量余量統(tǒng)計(jì)表

圖1為內(nèi)圈車加工示意圖。由圖1可知，實(shí)際加工擋邊時(shí),小擋邊寬度H無法直接測(cè)量，通常是通過對(duì)h的控制間接保證,兩者關(guān)系為h=H-(D2-D1)tanα/2。在編制工藝時(shí)，通常根據(jù)內(nèi)徑大小確定h的公差，一般為+0.10～0.20 mm。測(cè)量h與α?xí)r采用車加工樣板測(cè)量，樣板一邊為過(即h的最大尺寸)，一邊為止(即h的最小尺寸)，用樣板緊靠?jī)?nèi)圈基準(zhǔn)端面，只要定性測(cè)量達(dá)到要求即可視為合格。也就是說，在車加工中，如果用樣板測(cè)量沒有達(dá)到要求，就需要返修或報(bào)廢。而h與D1，D2和α均相關(guān)聯(lián)，為此對(duì)這3個(gè)相關(guān)聯(lián)因素逐一研究分析。

圖1 內(nèi)圈車加工示意圖

2.1 D1公差的影響

2.1.1a，ai和L對(duì)D1公差的影響

在加工滾道位置時(shí)，同樣可以用滾道標(biāo)準(zhǔn)件定量進(jìn)行精確測(cè)量，要求比較嚴(yán)格，與磨加工工序要求一樣，而在磨加工工序時(shí)很少發(fā)現(xiàn)車工滾道位置偏的現(xiàn)象，因此這幾項(xiàng)相對(duì)來說影響比較小。

2.1.2ri對(duì)D1公差的影響

根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙確定工藝曲率ri公差為+0.10～0.30 mm，在C7620，C7632上用成形刀具車削加工滾道，而刀具的刃磨通常憑工人經(jīng)驗(yàn)在砂輪上修磨，很難保證滾道曲率ri。用樣板通過透隙法測(cè)量，也是一種比較粗略的測(cè)量方法，同樣很難保證ri，會(huì)造成ri偏大或偏小，直接影響D1公差，并最終影響h的尺寸。

2.2 D2公差的影響

通常,小擋邊外徑D2尺寸上偏差為“0”，下偏差范圍為-0.25～-0.2 mm。測(cè)量時(shí)通過專用外徑標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量，工序間100%檢查，完全可以保證其尺寸。但D2公差比較大，很難保證h的公差為+0.10～0.20mm。

2.3 α的影響

在加工小擋邊時(shí)，用樣板通過透隙法測(cè)量角度，至少達(dá)到60%接觸可視為合格。相對(duì)來說，α公差比較大，因而，實(shí)際換算造成擋邊h尺寸誤差更大。

通過對(duì)D1，D2和α研究與分析，發(fā)現(xiàn)3種因素對(duì)小擋邊h有累積理論誤差和加工誤差，通過對(duì)h的控制來間接保證H的方法不科學(xué)且誤差大。為此，需要改進(jìn)測(cè)量方法以保證小擋邊寬度H。

3 測(cè)量方法的改進(jìn)

根據(jù)此類軸承內(nèi)圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為盡量避免上述3因素造成的累積疊加誤差，設(shè)計(jì)了一種專用的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)件(圖2)，通過與此標(biāo)準(zhǔn)件的比對(duì)，既可以保證小擋邊寬度H的公差，也能保證α。

圖2 小擋邊標(biāo)準(zhǔn)件

標(biāo)準(zhǔn)件窄、寬面外徑分別為D3=D1，D4=D2，內(nèi)徑d=D1-(20～25) mm，寬度C=(B-b)/2，計(jì)算時(shí)取整。

采用改進(jìn)后的專用標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量車加工件時(shí)，需要2塊表進(jìn)行精確測(cè)量，其中百分表靠近滾道處，測(cè)量小擋邊寬度H；千分表靠近小擋邊外徑處，測(cè)量α，保證角度。減小了對(duì)小擋邊寬度尺寸測(cè)量的誤差，更精確地保證了擋邊的尺寸，而且很容易達(dá)到小擋邊車加工厚度公差+0.10～0.20 mm。

用標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)前述5個(gè)型號(hào)的車加工件分別抽樣50件并逐一測(cè)量，測(cè)量結(jié)果見表2。從表2可以看出，交檢合格率達(dá)到了98%，符合交檢合格率標(biāo)準(zhǔn)。而磨加工擋邊時(shí)，擋邊合格率達(dá)到98%以上，只有極個(gè)別出現(xiàn)余量偏大或偏小。由此可以看出，用改進(jìn)后的專用標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量更為直接，可從根本上保證車加工小擋邊寬度。

表2 標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量余量統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，新設(shè)計(jì)的專用標(biāo)準(zhǔn)件，能精確地測(cè)量小擋邊寬度尺寸，可以保證車加工的合格率，并避免了小擋邊批量性返修以及廢品的產(chǎn)生，大大降低了生產(chǎn)成本。