軸承雙端面磨削精度淺析

賈淑暉

（哈爾濱軸承集團公司南直軸承分廠，黑龍江哈爾濱150056）

我分廠生產的6300系列軸承，其套圈端面采用雙端面機床砂輪異向旋轉磨削，這種磨削方式會對套圈的外徑（內外徑）表面母線相對端面的傾斜度變動量造成一定影響。而軸承套圈的端面和外徑是主要定位基準面，如果外徑（內外徑）表面母線對端面的傾斜度沒有控制在一定范圍內，那么對后工序加工精度有很大影響，產品質量難以保證，同時還會破壞非磨削表面的位置精度，造成軸承裝配后成品質量下降。針對這些問題，提出了改進措施。

因為雙端面的磨加工是熱處理后的第一道工序，外徑（內外徑）還沒有磨削，所以在磨加工技術條件中沒有要求檢驗套圈外徑(內外徑)表面母線對端面的傾斜度變動量，操作者和檢驗員只對平面尺寸、平行差、平面度進行測量。由于加工方式的影響及操作者調整不當，就會造成外徑（內外徑）對端面傾斜度變動量過大，而且其影響程度基本隨著套圈的外徑、幅高尺寸及端面留量增加而增大。以下是雙端面磨削前后套圈外徑表面母線對端面的傾斜度變動量的抽查結果（以外圈為例），見表1。

從表1可以看出，雙端面機床磨削平面后，套圈外徑表面母線對端面的傾斜度變動量破壞是很大的，同理套圈溝道對端面的傾斜度、牙口相對端面的平行度、端面對內徑的跳動也會隨之被破壞，影響到了各工序加工質量，現根據在生產實際中出現的問題做如下分析，并提出改進加工方法及檢測手段來加以解決，從而提高產品質量。

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3.1 對外徑(內外徑)加工質量的影響

磨削雙端面后，外徑(內外徑)表面母線對端面傾斜度過大，造成了外徑（內外徑）留量不均，如圖1所示，外徑留量б＞б1，磨削外徑(內外徑)時,會造成個別留量偏小的套圈外徑(內外徑)車工刀花磨不掉,造成廢品。并且由于留量不足，有的套圈外徑脫碳層磨不掉，同時外徑的圓度達不到工藝要求。

3.2 對溝道加工質量的影響

外徑經過多次磨削后，大部分套圈外徑(內外徑)表面母線對端面傾斜度可以得到糾正，這時外徑與端面傾度變小，但溝道相對端面還是傾斜的，如圖2所示。磨削外溝時以端面和外徑作為定位基準，加工時由于溝道相對于端面是傾斜的，破壞了原始溝道中心對端面的平行度（溝擺）；同時造成溝道留量不均，磨削時砂輪受力不均會產生振動，使溝道出現振紋，精研無法研掉；溝道留量小的部位熱處理脫碳層磨不掉，硬度達不到要求，有的套圈車工刀花磨不掉；砂輪碰到留量大的部位會與溝道相撞，溝道會出現磨傷和燒傷，造成廢品增多。加工后，有的套圈溝道溝擺、溝道的圓度、溝與外徑的壁厚差達不到技術要求。同樣道理，內溝是用端面定位加工的，由于磨平面時內溝道對端面的傾斜度被破壞，也就會出現和外溝同樣的質量問題。

3.3 對內徑加工質量的影響

內徑加工是用平面定位支溝磨削的，由于磨端面時破壞了端面對內徑的跳動，在磨內徑時造成內徑留量不均，如圖3所示，內徑留量б＞б1，內徑磨削后，部分套圈端面對內徑跳動糾正不過來，而且造成部分產品內徑邊緣一側漏車工刀花，還會造成內徑燒傷，內徑表面有振紋，使內徑的廢品增多。有的套圈內徑雖不漏刀花，但內徑圓度和壁厚也會超差。

3.4 對密封軸承成品質量的影響

由于雙端面機床磨削平面破壞了牙口對端面的平行度，牙口又是不磨削的表面，是靠車工保證的，而其它表面經過磨削后相對牙口都發生改變，與溝道相對位置是傾斜的，如圖4。這樣的套圈裝配成軸承成品后，旋轉時，個別套圈的防塵蓋或密封圈刮到軸承保持架，造成軸承旋轉靈活性不好，還會產生噪音，使成品質量下降。

4.1 產生原因

（1）由于我分廠的雙端面磨床是用兩個旋轉方向相反的砂輪同時磨削套圈平面的，磨削時兩端面受到兩個方向相反磨削力F1和F2，如圖5所示，會產生套圈轉動力矩。如果進口導板及磨削區的導板調整不當，砂輪端面平面度又不好，套圈就會在磨削區轉動。留量越大，磨削力就越大；幅高越高，套圈轉動力矩就越大，磨削后就造成外徑（內外徑）外表面母線對端面的傾斜度變動量過大。

（2）在磨削平面工序沒有對外徑（內外徑）表面母線對端面的傾斜度變動量加以控制，造成操作者調整不當，使傾斜度變動量過大，不能及時發現。

4.2 解決辦法

（1）在磨平面工序增加外徑（內外徑）外表面母線對端面傾斜度變動量的檢驗項目，使操作者發現問題及時采取措施，把傾斜度變動量控制在一定數值范圍內。根據產品規格，在平面工序把外徑（內外徑）表面母線對端面的傾斜度變量控制在0.1mm以內，就保證了下工序加工質量。操作者在批量加工前先對加工試件進行各項幾何精度測量，各項幾何精度在規定合格范圍內，才能批量生產。

（2）對于有牙口的產品，雙端面磨削時采用粗、細兩次磨削，用減少磨削量來降低磨削力，避免套圈旋轉，這樣外徑表面母線對端面傾斜度比一次磨削會大大減小。

（3）磨削平面前要對上工序車工來料端面留量及幾何精進行測量，一般一次磨削車工端面留量不允許超過0.25mm；端面留量如果超過0.25mm，一定采取兩次磨削，幾何精度超差過大拒絕加工。

（4）對外徑超過Φ100mm或幅高尺寸超過25mm的軸承套圈，雙端面磨削要采取兩次磨削。

按照以上提出的解決方法，分廠對加工及檢測方法進行了改進，然后對產品質量進行了跟蹤，對現在雙端面磨削后外徑表面母線對端面傾斜度再次進行測量，結果見表2。

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從表2可以看出，兩端面磨削后，套圈外徑表面母線對端面傾斜度變動量的變化不大，效果很顯著，通過改進加工方法和檢測手段，在生產過程中，各工序的加工質量都有顯著提高，降低了廢品數量，成品質量得到保證。