低噪聲球軸承內圈溝道磨削的質量控制

趙 虹，狄春麗

（哈爾濱軸承集團公司 小型球軸承分廠,黑龍江 哈爾濱150036）

低噪聲球軸承內圈溝道磨削的質量控制

趙 虹，狄春麗

（哈爾濱軸承集團公司 小型球軸承分廠,黑龍江 哈爾濱150036）

介紹了球類軸承溝道質量與噪聲的關系，并采取了對磨具的選擇及對工件定位方式的調整等措施，使得軸承內圈溝道在降低噪聲方面有了明顯改善。

內圈溝道；噪聲；圓度偏差；波紋度；砂輪；浮動支承

1 前言

滾動軸承是一種非常重要的基礎元件，應用范圍覆蓋了所有的機械制造業，其中以球軸承（以下簡稱：軸承）用量較大。在一些特定場所中，人們越來越追求安寧的環境。因此，就需要制造出符合要求的低噪聲和低振動值軸承產品。決定軸承低噪音性能的的關鍵因素在于軸承工作表面的加工質量。

2 溝道質量對軸承噪聲的影響

2.1 滾動軸承的噪聲

軸承噪聲是由于軸承在轉動時發生一定頻率的振動，并由空氣傳播而產生的，因此，軸承噪聲也是軸承振動的一種表現形式。所以，解決軸承的噪聲問題關鍵在于降低軸承的振動。

2.2 軸承噪聲的來源

從深溝球軸承的結構并結合測試結果來分析，其溝道對噪聲的影響見表 1。由表1可見,軸承的振動與噪聲的成因比較復雜，有些因素可以相互作用,但通過改善溝道加工質量則是改善軸承整體噪聲水平的關鍵步驟。

表1 球軸承溝道噪聲分類解析

3 溝道磨削工藝分析及質量控制

以往的質量控制，主要是以實現軸承的旋轉精度為主，很少將旋轉噪聲因素考慮其中。所以，為了進一步降低軸承旋轉噪聲，需對以往的傳統工藝進行改進和調整，內容如下。

3.1 傳統磨削工藝分析

為提高生產效率和實現自動化生產，軸承溝道磨削多數采用切入成型法，見圖 1，主要優點是：機床結構簡單、易于調整和加工穩定性好，尤其適合中、小型產品的大批量生產。但同時也存在一些缺點：

圖1 切入法磨削軸承內圈溝道示意圖

（1）砂輪的消耗不均勻，自銳性不能充分發揮；

（2）受前工序加工誤差影響和制約；

（3）砂輪成型修整頻率高；

（4）容易形成燒傷。

針對以上問題，所以在加工過程中應重點從以下幾方面進行控制。

3.2 溝道磨削工藝的改進及質量控制

3.2.1 溝道線輪廓度誤差的質量控制

3.2.1.1 誤差的成因

軸承溝道線輪廓度誤差又稱為溝道形狀誤差，見圖 2，可以通過溝曲率樣板和輪廓議進行檢測。由于軸承套圈在經過車加工成型、熱處理、平面磨削等工序后，溝道的形狀、位置等技術條件均發生變化，且與設計要求存在較大誤差，見表 2。傳統工藝僅僅是控制溝道曲率半徑的大小，而極少關注溝道母線的內輪廓度偏差。

3.2.1.2 應對措施

（1）砂輪的選擇

1）砂輪材料

圖2 溝道形狀誤差示意圖

表2 磨削溝道形狀誤差的成因

高碳鉻軸承鋼(GCr 15)淬火硬度在60HRC以上。粗磨時的的加工余量大、原始精度低。在加工初期會有沖擊和振動產生。因此，應選擇硬而韌性好的磨料。棕剛玉(A)砂輪硬度較高、韌性好、耐沖擊，可作為首選。白剛玉(WA) 砂輪硬度比棕剛玉高，棱角鋒利、自銳性好，磨削熱量低，但耐沖擊性較棕剛玉差，所以采用混合剛玉(A/WA) 砂輪效果會更好。

2）砂輪硬度

粗磨加工時的余量較大,磨削時間長。為使砂輪磨削表面能夠保持原有形狀，降低溝道輪廓度誤差，應選擇略高的硬度，以L（中軟2）或M（中1）為宜。精磨則應該選擇適中的硬度（K中軟1）。

3）砂輪的組織

粗磨時為避免燒傷和提高效率，宜選用組織疏松的砂輪；精磨適宜選用中等組織的砂輪。

4) 砂輪的粒度

砂輪的粒度粗磨時選擇60或80，精磨時選擇100或120。

（2）其它因素

1）采用高速砂輪，增加磨削時的砂輪動力硬度；

2）為避免燒傷，冷卻液必須充分；

3）砂輪修整器運動要均勻，補償機構要可靠；

4）注意砂輪修整頻次；

5）電磁夾盤磁極應旋轉平穩，定位面應光滑平整。

3.2.2 溝道圓度偏差和波紋度的質量控制

軸承溝道磨削過程中，圓度誤差和波紋度的出現是常見的質量問題，其表現形式見圖 3。由于對軸承在使用時的特殊要求，例如旋轉精度、靜音要求等，所以必須將溝道圓度誤差和波紋度控制在一定的范圍內。

圓度偏差是指實際加工表面圓度（溝道的徑向剖面上的）與理想圓形的誤差，表現形式為類似兩焦點或兩焦點以上的橢圓，可以把一個焦點看成一個波次，其中波次為奇數的圓度誤差較難控制。波紋度是系統振動產生的，所以提高工件旋轉穩定性和消除振動是解決問題的關鍵。

（1）溝道采用浮動支承自定位，即浮動支點“支溝磨溝”的方法（見圖 4）。支承與工件是兩點接觸，大大提高了工件定位的穩定性。當工件的高點轉動到砂輪磨削區時，工件在彈簧力的作用下，與砂輪之間的壓力增大，能夠較多地磨去工件圓度誤差的高點，從而實現消除圓度差的目的；

Quality control of grinding inner ring raceway of low noise ball bearing

Zhao Hong, Di Chunli
( Small Ball Bearing Branch,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China )

The relationship between raceway quality and noise of ball bearings was introduced, and some measures were adopted, such as, adjusting the choice of grinding tool and the locating method to work-piece, so that the noise level of inner ring raceway was decreased obviously..

raceway of inner ring; noise; deviation of roundness; waviness; grinding wheel; fl oating support

TH133.33+1，TG580.61+7

B

1672-4852（2014）02-0035-02

2013-12-08.

趙 虹（1968 -），女，技師.