外圈斷裂式薄壁軸承斷口溝道表面的修整

孟淑娟，馮銳

(1.洛陽潤環電機軸承有限公司，河南 洛陽 471003；2. 一拖(洛陽)福萊格車身有限公司技術部，河南 洛陽 471004)

1 外圈結構特點

外圈斷裂式球軸承的外圈結構如圖1所示[1]。外圈壁很薄，屬薄壁環類零件，其徑向與周向彈性變形的能力比厚壁類零件好，有利于斷裂工藝的實現。外圈外徑面有2個臺階，減小了斷裂面的有效面積，但裝配時要在這2個臺階上安裝緊固圈。采用線切割方法在外圈外徑面軸向方向加工出V形斷裂槽，并從槽底部進行斷裂。理想的斷口是在自然狀態下斷面密合良好，無金屬掉渣，工件的彈性變形完全恢復，并且在燈光照射時，其合縫處無透光現象。但在實際生產中工件斷裂后達不到理想狀態，斷口若不經過修整處理，會嚴重影響軸承的使用性能和壽命。

圖1 軸承外圈

2 外圈斷裂工藝

外圈斷裂是在成品套圈終檢后，在外徑的軸向方向上開槽，然后采用專用的工裝使其斷裂[2](圖2)。將軸承外圈套入一個帶錐度的心軸，壓環壓在外圈端面上，對壓環施加力，當外圈通過心軸大端時，由于槽的形狀而在槽底引起應力集中，套圈便會沿著開槽方向斷裂。心軸的錐度要經過多次試驗得出，既要能夠使外圈斷裂，又不能引起套圈的徑向塑性變形。

圖2 斷裂示意圖

3 斷口溝道表面的修整

由于各種因素的影響，外圈斷裂后的斷口會存在不平整等缺陷，影響軸承的正常使用，所以必須對斷口溝道表面進行修整。

3.1 定位夾具

利用軸承溝道磨床并在電磁無心夾具上增設專用定位夾具完成對外圈的定位，定位夾具結構如圖3所示。環形夾具中心孔直徑與被加工外圈的外徑相同，定位夾具的一側為月牙形壓緊片，通過壓緊螺釘使月牙形壓緊片產生彈性形變實現對外圈的徑向壓緊。定位螺釘通過外圈的斷裂槽對外圈進行周向定位。定位夾具的外徑面開設V形槽，用于夾具在溝道磨床電磁無心夾具中的徑向及周向定位。

1—壓緊螺釘；2—定位夾具；3—定位螺釘

3.2 磨削修整

外圈溝道斷裂處修整原理如圖4所示。定位夾具與電磁無心夾具的端面定位胎配合使用，端面定位胎安裝在溝道磨床主軸上，其直徑與定位夾具的外徑相同，并對其進行端面磨削。如果砂輪直徑太大，修磨過程中就不容易觀察，砂輪直徑太小，壽命較短，因此砂輪直徑取外圈內徑的1/2較為合適。并通過修整器將砂輪圓弧半徑修整為與外溝道曲率半徑相同或稍小。

具體的修整過程為：定位夾具平放在工作臺上，將被加工外圈放入定位夾具的內孔，使定位螺釘進入斷裂槽，外圈的基準端面與定位夾具的基準端面平齊，然后用壓緊螺釘壓緊；將定位夾具整體放在端面定位胎上，調整下支承塊，使定位夾具的中心與機床(砂輪)中心等高，V形槽與后支承塊配合；然后通電上磁，使整個定位夾具及被加工外圈固定，調整砂輪與外圈溝道間的軸向位置，進行外圈斷口溝道表面的修整。修整完成后，退出砂輪，退磁，拿下定位夾具，松開壓緊螺釘，取出被修整的外圈。

1—壓緊螺釘；2—定位夾具；3—后支承塊；4—軸承外圈；5—下支承塊；6—端面定位胎；7—定位螺釘；8—砂輪

外圈修整前，應先對外圈尺寸分組，方便修整時磨削深度的控制，修整深度越淺越好。外圈修整后，其溝道表面的不平整物必須去除，修整后的形狀如圖5所示。

圖5 修整后溝道示意圖

4 結束語

實踐證明，采用這種方法可以對小批量的外圈斷裂式薄壁球軸承的外圈斷口溝道表面進行快速、有效的修整，使溝道表面不影響軸承對振動和噪聲的要求，從而提高軸承的使用壽命。