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)量帶來嚴(yán)重影響。根據(jù)上述情況對(duì)問題點(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。在檢測溝位置和溝間距時(shí)，如果間距樣板或位置樣板不能通過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)上述存在的問題，采用D012二臺(tái)儀器測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。

（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)D012二表上測量，使得第二臺(tái)D012儀表上測量值與第一臺(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 采用儀器測量的優(yōu)點(diǎn)

（1）直接準(zhǔn)確測量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，這種測量方法簡單易行；

（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)量或樣板長期使用磨損造成的誤差。

5 結(jié)束語

雙列角接觸球軸承自使用位置標(biāo)準(zhǔn)件，采用儀器測量溝位置和溝間距以來，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采用樣板光隙法測量的方法，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。