深溝球軸承裝球口結構與工藝改進

劉興純，孫茂文

深溝球軸承裝球口結構與工藝改進

劉興純，孫茂文

（瓦房店軸承集團有限責任公司， 遼寧 瓦房店 116300）

在加工帶裝球口的單列深溝球軸承時，裝球口的加工工藝為熱處理前銑削加工，熱處理后磨削加工。由于沒有專用的磨削機床，無法進行自動磨削，操作者只能手持套圈在砂輪上進行磨削，使裝球口鎖量尺寸精度無法保證，散差較大，而且勞動強度大，安全性低。通過對加工工藝進行改進，解決了存在的問題；同時，改變了裝球口角度，減少了鋼球的擠壓損傷，提高了軸承質量。

深溝球軸承；裝球口；鎖量；工藝改進

1　前言

帶有裝球口的單列深溝球軸承、雙列角接觸球軸承采用特殊的支柱形保持架、S形保持架及冠形保持架，在不改變軸承尺寸的前提下，有效增加了鋼球的數量，且結構簡單，達到了提高軸承承載能力的目的，但極限轉速低，廣泛應用在汽車變速箱中。常見的類型有基本型開式軸承、帶防塵蓋軸承、帶止動槽軸承等。

2　存在的問題

對于深溝球軸承內、外套裝球口的加工，原有的生產工藝是熱處理前銑削（留有磨加工留量），熱處理與溝道磨削工序完成后，進行裝球口的磨削加工，以保證裝球口的鎖量要求。由于目前沒有專用的裝球口磨削設備，操作者只能手持套圈在砂輪上進行磨削，使裝球口鎖量尺寸精度無法保證，鎖量尺寸散差較大，而且勞動強度大，安全性低。加工后產品鎖量需100%檢驗，合格后向下工序交付，不合格進行返工處理，給生產和質量管理帶來諸多不利因素和隱患。因此，提升裝球口的工藝加工水平，實現裝球口免磨削勢在必行。

3　裝球口結構與加工工藝的改進

通過對汽車重點客戶的使用情況進行調研，了解了帶裝球口深溝球軸承的使用情況，對裝球口的結構和加工工藝進行了以下的改進。

3.1裝球口角度由3°改為5°

在鎖量不變的情況下，裝球口角度為3°時，鋼球由裝球口裝入的擠壓距離為0.9mm；改為裝球口角度為5°時，鋼球由裝球口裝入的擠壓距離為0.3mm，縮短了鋼球進入滾道的位移量，可減輕鋼球表面的擠壓損傷，改善了軸承的回轉精度，減輕異音的影響。裝球口改進前后見圖 1 所示。

圖1　裝球口改進前后示意圖

3.2裝球口加工工藝的改進

3.2.1改進前后工藝路線對比

（1）裝球口原工藝路線

車工工藝路線：車平面→車外徑→車內徑→車內、外套溝道→銑削內、外套裝球口→熱處理。

磨工工藝路線：磨平面→磨外徑→磨內、外套溝道→磨內徑→超精內、外套溝道→磨削內、外套裝球口。

（2）改進后的裝球口工藝路線

車工工藝路線：車平面→車外徑→車內徑→車內、外套溝道→銑削內、外套裝球口→熱處理。

磨工工藝路線：磨平面→磨外徑→磨內、外套溝道→磨內徑→超精內、外套溝道。

通過對改進前、后的工藝進行對比后發現，改進前的工藝在磨加工工序需磨削裝球口，以保證裝球口的鎖量要求；改進后的工藝在熱處理前采取嚴格的工藝控制手段，以提高銑削裝球口的精度，在熱處理后不再磨削裝球口，內、外套溝道磨削后自然形成裝球口的鎖量。

3.2.2改進前后工藝圖紙對比

為實現裝球口工藝改進的要求，根據裝球口角度的變化以及裝球口鎖量的要求，使用CAD設計軟件重新優化設計了車工完成品的圖紙，以309N/HAYAB產品為例，改進后（見圖 2 和圖4）與改進前（見圖 3 和圖 5）對比，有以下特點。

（1）改進前的車工完成品圖紙

（2）改進后的車工完成品圖紙

圖2　內圈改進后設計圖

圖3　內圈改進前設計圖

圖4　外圈改進后設計圖

改進后熱處理完成品圖紙對銑削的加工基準進行了嚴格控制（內圈的C、C1和d；外圈B、B1和D）。由于裝球口不再進行磨削加工，車工件裝球口銑削時，銑削后的裝球口低于溝道底部，無法對裝球口鎖量進行測量，而是靠保證銑削深度來保證裝球口的鎖量尺寸。內圈控制L1、E1和L2、E2，外圈控制A1、H1和A2、H2，而CAD設計軟件通過內圈L1、E1、L2、E2和外圈A1、H1、A2、H2的尺寸模擬出內、外溝道磨削加工后自然形成的裝球口鎖量，并通過多次小批量試制，最后確定成品裝球口鎖量為0.06～0.08mm ，見圖6。

圖6　改進后的裝球口鎖量

3.3裝球口鎖量免磨削工藝改進對車工完成品和磨削加工的要求

（1）必須嚴格控制車工完成品的平面、內徑和外徑的加工留量和散差，保持尺寸穩定，為裝球口的銑削加工提供嚴格的工藝基準，保證裝球口銑削時的深度要求。

（2）壓縮滾道磨加工公差帶，避免溝道磨加工時的尺寸散差對裝球口鎖量的影響，實現球口免磨削工藝。

4　結論

4.1效益測算

經過試制加工，改進設計的裝球口鎖量免磨削工藝項目獲得成功，已有近20萬套的309N/ HAYAB形成量產，解決了生產瓶頸工序，杜絕了質量隱患，為企業多創造效益近10萬元。目前該項目已經向其他產品擴展，都有明顯效果。

4.2裝配效果對比

原設計的裝球口角度為3°，鋼球裝入時，受擠壓距離長（0.9 mm），使鋼球表面有較大的擦傷痕跡，影響回轉精度。

改進設計后的裝球口角度為5°，鋼球裝入時，鋼球受擠壓距離短（0.3 mm），使鋼球表面擦傷痕跡較小，對回轉精度的影響較小，符合用戶的質量要求。

4.3生產效率對比

原工藝設計的裝球口鎖量需要銑削加工和磨削加工來達到，工序多，效率和質量低，勞動強度高。

改進工藝設計后的裝球口鎖量只需銑削加工即可達到，不需要磨削加工，工序少，效率和質量高，勞動強度低。

（編輯：鐘媛）

Improvement on structure and process of filling ball notch of deep groove ball bearing

Liu Xingchun， Sun Maowen
（ Wafangdian Bearing Group Co.， Ltd.， Wafangdian 116300， China ）

When processing single row deep groove ball bearings with a filling ball notch， the processing technology of the filling ball notch was milling before heat treatment， grinding after heat treatment.Because there is no special grinding machine，no automatic grinding， operators can only hold ring on the wheel for grinding ，so size accuracy for locking balls of the filling ball notch cannot be guaranteed， the size distribution and the intensity of labor are big with low security. Through processing technology improvement， the existing problems were solved. At the same time， the filling ball notch angle was changed， the steel ball squeezing damages were reduced to improve quality of the bearing.

deep groove ball bearing； filling ball notch； size for locking balls； process improvement

TH133.33+1

B

1672-4852（2016）03-0019-03

2016-07-22.

劉興純（1967-），男，工程師.