非標(biāo)單列圓錐滾子軸承套圈磨削工藝改進(jìn)

1、非標(biāo)單列圓錐滾子軸承套圈磨削工藝改進(jìn)1 概述單列圓錐滾子軸承套圈結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，一般需要經(jīng)過鍛造、車加工、熱處理、磨加工等加工工序來實(shí)現(xiàn)其尺寸、精度和性能要求，而合理的磨削加工工藝在滿足產(chǎn)品精度要求的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率方面顯得尤為重要1。2 軸承套圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工難點(diǎn)某非標(biāo)單列圓錐滾子軸承的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中圖（a）為軸承裝配圖，圖（b）和圖（c）分別為內(nèi)、外圈零件圖。由圖1可知：軸承套圈為輕、窄薄壁軸承，且內(nèi)、外圈滾道角度及內(nèi)圈大擋邊錐面與大端面的夾角均較大。目前國(guó)內(nèi)圓錐滾子軸承的加工工藝已基本成熟，但薄壁軸承套圈因其寬度小，徑向和軸向剛性差，抵抗外力的能力差，易產(chǎn)生變形，在車加工過程中易產(chǎn)

2、生加持變形，在熱處理過程中易產(chǎn)生淬火應(yīng)力變形，在磨削加工過程中因磨削熱、磨削力作用易造成的磨削應(yīng)力變形，這些都將導(dǎo)致零件的尺寸精度、形位精度等難以達(dá)到圖紙要求，廢品率較高，而大錐角圓錐滾子軸承在磨削加工工藝過程中，易出現(xiàn)磨削內(nèi)滾道時(shí)砂輪無法磨削到靠近大擋邊一側(cè)的滾道邊緣而造成內(nèi)滾道留邊的現(xiàn)象。3 存在的問題及解決方案3.1 變形問題在各加工工序中，最大變形來自于熱處理產(chǎn)生的淬火應(yīng)力變形，其主要影響軸承套圈大端面的翹曲變形，此型號(hào)軸承在試制過程中，熱后件套圈大端面翹曲變形高達(dá)0.5mmi而端面在磨削過程中起到端面定位基準(zhǔn)的作用，因此在加工中采用加大磨削留量的方式來改善熱后的變形量，使磨削后零件能

3、達(dá)到產(chǎn)品要求的各項(xiàng)精度。因此在工藝制定時(shí)，增大了磨削留量，將磨削加工工藝過程中常采用的兩次循環(huán)磨削改為三次磨削循環(huán)以提高精度，即將原有的粗磨、細(xì)磨工序改為及粗磨、細(xì)磨及精磨工序。外圈的磨削加工通常采用大端面定位，支撐外徑磨削外徑（支外磨外）、支撐外徑磨削外滾道（支外磨內(nèi)）的加工方式，因此大端面的精度將影響其他各面的精度，而外徑的精度將影響外滾道的精度，據(jù)此，制定外圈的磨削加工工藝流程為：粗磨雙端面一粗磨外徑一粗磨外滾道磁粉探傷-穩(wěn)定處理一細(xì)磨雙端面一細(xì)磨外徑一細(xì)磨外滾道一精磨雙端面-精磨外徑-精磨外滾道一超精外滾道、拋光外徑。內(nèi)圈的磨削加工通常采用大端面定位，支撐內(nèi)滾道磨削內(nèi)滾道（支外磨外）、

4、支撐內(nèi)滾道磨削內(nèi)徑（支外磨內(nèi)）的加工方式，因此大端面的精度將影響其他各面的精度，而內(nèi)滾道的精度將影響內(nèi)徑的精度，據(jù)此，制定工藝流程為：粗磨雙端面一粗磨內(nèi)滾道一粗磨大擋邊一粗磨內(nèi)徑-磁粉探傷-穩(wěn)定處理一細(xì)磨雙端面一細(xì)磨內(nèi)滾道一細(xì)磨大擋邊一細(xì)磨內(nèi)徑-精磨雙端面一精磨內(nèi)滾道一精磨大擋邊一精磨內(nèi)徑-超精內(nèi)滾道、大擋邊。3.2 內(nèi)滾道留邊問題在磨削此型號(hào)單列圓錐滾子軸承內(nèi)圈滾道過程中，出現(xiàn)了砂輪端面剮蹭大擋邊的現(xiàn)象，若避免此現(xiàn)象發(fā)生，必將導(dǎo)致磨削內(nèi)滾道時(shí)，砂輪無法磨削到靠近大擋邊一側(cè)的滾道邊緣而造成內(nèi)滾道留邊的現(xiàn)象。經(jīng)分析，導(dǎo)致此問題產(chǎn)生的原因是由于此型號(hào)內(nèi)滾道角度較大，大擋邊錐面與內(nèi)圈大端端面夾角也較

5、大，即內(nèi)滾道與大擋邊錐面夾角較小，而目前國(guó)內(nèi)磨削內(nèi)滾道的設(shè)備上可采用的砂輪直徑Ds均較大（通常Ds為600mm,大擋邊越程槽的設(shè)計(jì)尺寸M2max（內(nèi)圈滾道素線與越程槽的交點(diǎn)至大擋邊素線的距離）已不滿足大錐角圓錐滾子軸承的加工工藝需求，因此導(dǎo)致此現(xiàn)象發(fā)生。大擋邊越程槽是大擋邊與滾道之間的過渡結(jié)構(gòu)，是車加工、磨加工內(nèi)圈滾道和大擋邊時(shí)的退刀槽，也起到容納滾子大端倒角及儲(chǔ)存潤(rùn)滑油的作用，若大擋邊越程槽尺寸過大，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)滾道的有效長(zhǎng)度減小，減弱軸承的承載能力，若越程槽尺寸過小，將導(dǎo)致磨削內(nèi)滾道時(shí)產(chǎn)生留邊現(xiàn)象，當(dāng)小到不足以容納滾子倒角時(shí)，會(huì)引起滾子運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活并加劇磨損，最終影響成品套圈裝配后的裝配性能及軸

6、承的使用壽命等，因此應(yīng)合理設(shè)計(jì)和控制大擋邊越程槽的尺寸2o在單列圓錐滾子軸承設(shè)計(jì)時(shí)，M2maxl常根據(jù)洛陽軸承研究所文件：ZYB9-93圓錐滾子軸承設(shè)計(jì)方法選取，據(jù)此文件選取此型號(hào)的M2maX直為：M2max=0.7mm經(jīng)實(shí)踐證明，此數(shù)值不適用于國(guó)內(nèi)設(shè)備選用大尺寸砂輪磨削大錐角軸承的實(shí)際加工情況，易產(chǎn)生留邊現(xiàn)象。而大錐角圓錐滾子軸承磨削不產(chǎn)生留邊的條件3為：式中：M2ma協(xié)大擋邊越程槽的尺寸；入為內(nèi)圈大擋邊錐面與端面的夾角；B為內(nèi)滾道與中心線的夾角；DS為內(nèi)滾道磨床砂輪直徑；d2為大擋邊直徑；r7min為大擋邊倒角徑向坐標(biāo)的最小極限尺寸；a為大擋邊所在的邊緣點(diǎn)在內(nèi)滾道上的投影長(zhǎng)度。由圖1可知：

7、入=134139，6=1328,DS=600d2=264,di=254.108，r7min=0.3，由上式（1）可知：M2max?0.8105，因此應(yīng)優(yōu)化大擋邊越程槽尺寸M2maX勺設(shè)計(jì)值。3.3 其他問題3.3.1 磨削加工留量分配。由于磨削留量較大，若細(xì)磨后，內(nèi)滾道與內(nèi)徑的壁厚變動(dòng)量（即壁厚差Ki）控制不好，在精磨工序，若滾道留量較大，內(nèi)徑留量較少，很容易導(dǎo)致磨削內(nèi)徑時(shí)，內(nèi)徑圓度達(dá)不到圖紙要求的精度，即出現(xiàn)內(nèi)徑磨不圓的現(xiàn)象，原因是磨削內(nèi)徑時(shí)以內(nèi)滾道為基準(zhǔn)作為支撐面，若細(xì)磨壁厚差控制不好，磨削內(nèi)徑很難改變?cè)计奈恢?，若?nèi)徑留量足夠，內(nèi)徑精度則能達(dá)到工藝要求，否則很容易因內(nèi)徑留量不足造成的大批量報(bào)廢。因此，在制定磨削加工工藝時(shí)，合理制定粗、細(xì)、精磨的磨削量，選擇合理的磨削參數(shù)，在控制變形和精度的同時(shí)，縮短生產(chǎn)周期，提高效率。3.3.2 磨削加工尺寸穩(wěn)定性。此型號(hào)軸承在磨削加工過程中，出現(xiàn)過細(xì)磨后達(dá)到精度要求，但過段時(shí)間套圈發(fā)生變形，破壞了原有精度的現(xiàn)象，后采取在細(xì)磨工序后增加二次回火穩(wěn)定工序，達(dá)