雙列角接觸球軸承溝間距的控制方法

姜景濱

（哈爾濱軸承集團(tuán)公司 小型球軸承分廠 ，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

雙列角接觸球軸承能承受較大的徑向負(fù)荷為主的徑向和軸向聯(lián)合負(fù)荷和力矩負(fù)荷，能夠限制軸的兩方向的軸向位移。該軸承的特點(diǎn)內(nèi)外套都是雙溝，所以兩溝徑尺寸相互差和形狀位置公差要求嚴(yán)格，這樣才能保證成品游隙精度。以前在加工該類軸承時(shí)檢驗(yàn)位置、溝間距采用的位置樣板和溝間距樣板，這種檢測(cè)方法由于用肉眼光透縫方法誤差很大，常常因?yàn)閮?nèi)、外溝溝間距等形位工差影響成品軸承的旋轉(zhuǎn)精度，因此近1/5的內(nèi)外套零件無(wú)法正常合為成品軸承，出現(xiàn)重新加工或報(bào)廢現(xiàn)象，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重影響。根據(jù)上述情況對(duì)問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行分析，并采取措施加以解決。

2 控制溝位置和溝間距存在的問(wèn)題

圖1 3204ATN雙列角接觸球軸承溝道磨削加工圖

3204ATN雙列角接觸球軸承如圖1 所示， 溝位公差0～-0.04mm、溝間距公差±0.02mm，溝徑相互差0.006mm。一直以來(lái)檢驗(yàn)溝位置和溝間距的標(biāo)準(zhǔn)是用樣板，檢驗(yàn)的方法是光隙法。由于一個(gè)品種需多人同時(shí)加工，采用光隙法檢驗(yàn)溝位置和溝間距時(shí)，每個(gè)人觀查樣板視覺(jué)范圍是不一樣的。如果軸承外圈溝間距加工誤差偏大，控制不得當(dāng)，就會(huì)造成軸承內(nèi)外圈溝道不匹配，軸承裝配合套時(shí)，形成內(nèi)、外圈溝道與鋼球的接觸點(diǎn)偏離，使軸承的徑向游隙超差，同時(shí)還會(huì)影響軸承旋轉(zhuǎn)靈活性，降低了成品精度和合格率，工件兩邊溝位置尺寸也難保證一致。在檢測(cè)溝位置和溝間距時(shí)，如果間距樣板或位置樣板不能通過(guò)截面中心或位置樣板靠不緊套圈基面（平面平行差不好或端面有磨傷），再加上溝間距和溝位置用肉眼產(chǎn)生的誤差在±0.40mm左右，這樣給成品質(zhì)量帶來(lái)危害，廢品和返檢率很高，同時(shí)也影響生產(chǎn)任務(wù)的完成。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，采用D012二臺(tái)儀器測(cè)量外套溝位置和溝間距，溝位置和溝間距精度控制在0.001mm，保證了成品質(zhì)量也為提高生產(chǎn)率奠定了基礎(chǔ)。

圖2 D012測(cè)量溝位置示意圖

3 計(jì)算合理溝位置尺寸保證工件的溝間距

（1）首先用G903幅高儀器對(duì)3204ATN外套進(jìn)行幅高尺寸實(shí)測(cè)。

（2）因該型號(hào)雙溝是對(duì)稱的，所以平面兩邊的磨削余量是相等的，即實(shí)測(cè)2 0.6-0.020=20.58mm，工藝要求

（3）3204ATN外圈溝道磨削加工如圖1 所示。對(duì)該加工工件最主要工藝要求之一是保證兩溝道間距在M:8.598±0.02mm之內(nèi)(在其他技術(shù)條件必須保證的條件下)這樣才能保證成品合套的精度要求。但在實(shí)際加工中位置雖然保證了B面和E面對(duì)相鄰兩溝的位置在之間，即很難保證兩溝徑在8.598±0.02mm之間（因?qū)嶋H磨削時(shí)是翻幅磨削，即分別以B面和E面為加工基面，磨削不相鄰的一個(gè)溝道），若保證了兩溝間距離，就很難保證溝位置對(duì)兩端面位置的一致性，這樣當(dāng)把不合格品進(jìn)行返修時(shí)，因不知哪端面是該溝位置的基準(zhǔn)，可能會(huì)出現(xiàn)溝道尺寸已到，卻出現(xiàn)溝曲率大又閃邊顯現(xiàn)，出現(xiàn)漏磨，造成廢品，使廢品率加大。我們希望磨出的工件兩溝間距值在8.598±0.02mm的中間部份，如圖3所示。

圖3 溝間距公差帶

理想公差帶示意圖，即理想公差帶在8.588～8.608mm之間，左右兩端還留有0.01mm距離作為技術(shù)儲(chǔ)備，以防工件幅高超差造成兩溝徑距離超差（控制幅高上、下極限尺寸可允許超差0.01mm）計(jì)算如下：

如果選擇兩端面距離相鄰溝位置在6.001值校對(duì)儀表時(shí)，參看圖1所示圖。該工件幅高工藝要求則兩溝最大間距=20.6-0.01-6.001×2=8.588mm，兩溝最小間距=20.6-0.03-6.001×2=8.568mm，顯然8.568mm值已距8.578mm極限值向左偏離0.01mm，兩溝間距不合格。

若選擇6.001-0.04mm時(shí)，則兩溝最大間距=20.6-0.01-［（6.001-0.04）×2］=8.628mm，兩溝最小間距=20.6-0.03-［（6.001-0.04）×2］=8.608mm。

其中8.628mm值已向極限尺寸8.618mm向右偏移0.01mm，兩溝間距也不合格。

經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)和摸索，當(dāng)選擇溝位置對(duì)端面值為6.001-0.01mm時(shí)，以這個(gè)值去校對(duì)儀表，保證了兩溝間距最佳值。經(jīng)計(jì)算得：（6.001-0.01）×2=5.991×2=11.982 mm，即20.6-0.01-11.982=8.608mm ，20.6-0.03-11.982=8.588mm。

（4）用D012儀器準(zhǔn)確檢驗(yàn)溝位置和溝間距如圖3 所示。先用雙溝位置標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)第一臺(tái)儀表，在加工第一溝道以A面為基準(zhǔn)，用第一臺(tái)儀表測(cè)量第一道中心線相對(duì)的位置公差，控制在-0.01mm以內(nèi)，以B面為基準(zhǔn)加工另一溝。使用加工完的第一溝道的合格工件再校對(duì)D012二表上測(cè)量，使得第二臺(tái)D012儀表上測(cè)量值與第一臺(tái)DO12儀表值達(dá)到一致，第一溝道位置也是第二溝道位置的反面，最后加工第二溝道，使得第二臺(tái)DO12儀表測(cè)量第二溝道中心線相對(duì)于B面平行的端面位置公差值，達(dá)到與第一道中心線相對(duì)B面位置公差（達(dá)到最佳公差值）。

（5）嚴(yán)格控制幅高尺寸散差在0.02mm。加工該類軸承零件時(shí)一定要保證平面幅高尺寸散差控制在0.02mm以內(nèi)，否則溝間距難以保證，如果一個(gè)批量幅高尺寸有-0.03～-0.05mm或-0.05～-0.08mm，那么需調(diào)整Ⅰ、Ⅱ溝位數(shù)值，位置需符合工藝要求0～-0.04mm，以保證溝間距不變。

（6）控制好兩溝徑差保證軸承回轉(zhuǎn)精度。在加工該工件時(shí)要保持3個(gè)工件一修整砂輪，這時(shí)連續(xù)3件加工完Ⅰ溝，再加工Ⅱ溝，這樣可以保持兩溝徑相互差為0.005mm，避免以往加工一個(gè)批次Ⅰ溝再加工Ⅱ溝，因?yàn)閮蓽蠌匠叽缟⒉畲笥绊戄S承回轉(zhuǎn)精度。

（7）內(nèi)套采用金剛石滾輪來(lái)保證內(nèi)套溝間距。內(nèi)套采用金剛石滾輪修修器修整砂輪，這樣修整砂輪的形狀保證了內(nèi)套的行位公差，使它的溝曲率、溝間距、溝位等形位公差和內(nèi)套零件相吻合，這樣一次加工成型工件，保證工件溝位、溝間距和溝位等形位公差。

4 采用儀器測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)

（1）直接準(zhǔn)確測(cè)量Ⅰ溝、Ⅱ溝的位置和溝間距，以確保內(nèi)外套溝位置、溝間距符合工藝要求，以便提高成品軸承精度；

（2）根據(jù)測(cè)量結(jié)果及時(shí)對(duì)溝位、溝間距進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，減少工件的返修品和廢品的產(chǎn)生；

（3）減少單個(gè)工件的測(cè)量時(shí)間(幅高尺寸不變，溝位不變化)，提高勞動(dòng)效率，因?yàn)閷?duì)新技術(shù)工人采用溝位置樣板觀察難度很大，特別是對(duì)外徑Φ26mm左右的雙列角接觸球軸承，這種測(cè)量方法簡(jiǎn)單易行；

（4）可以減少了因位置樣板光隙法造成誤差，影響產(chǎn)品質(zhì)量或樣板長(zhǎng)期使用磨損造成的誤差。

5 結(jié)束語(yǔ)

雙列角接觸球軸承自使用位置標(biāo)準(zhǔn)件，采用儀器測(cè)量溝位置和溝間距以來(lái)，提高了軸承的質(zhì)量，避免了廢品的產(chǎn)生，現(xiàn)在分廠全部取消了多年來(lái)采用樣板光隙法測(cè)量的方法，不僅提高了生產(chǎn)效率減低了成本，為公司的精益生產(chǎn)起到了促進(jìn)作用。