翟萬濤
(中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 研發(fā)中心,黑龍江 哈爾濱 150036)
圖1 帶油溝與無油溝軸承套圈對比
目前,軸承結構隨著各行業(yè)的需要在不斷發(fā)生著變化,滾道無油溝的滾子軸承是近年來在軸承行業(yè)中研制設計的一種新結構軸承。其帶油溝與無油溝軸承結構見圖1所示。有油槽的滾子軸承會破壞滾道的完整性,增加尖邊、尖角,降低滾道的抗疲勞能力,減少了滾道工作面的有效寬度。而滾子軸承的滾道和擋邊交接處采用無油溝設計,在滾道與擋邊的交接處為很小的圓弧過渡,同時保證精度很高的滾道尺寸及擋邊平行差、垂直差、寬度公差等各項指標,以減少邊角應力集中,提高軸承使用壽命。
無油溝結構的軸承,由于滾道與擋邊的交接處是為很小的圓弧過渡,砂輪不能采用正常震蕩磨削的那種方法來加工滾道。只能用砂輪直接切入磨削來完成。為保證軸承滾道寬度公差,必須保證砂輪的寬度符合滾道寬度的要求。以磨加工外滾道為例:在3M1420外溝磨床上加工,首先將修整圓弧R的金剛筆回轉(zhuǎn)動作固定,使其不做回轉(zhuǎn)運動,然后加工一個能修整砂輪端面的附件如圖2所示。
將件1夾在原金剛筆的位置上,再把金剛筆固定在件1上。這樣搖動進給往復就可以修整砂輪的一個端面,然后將金剛筆尖旋轉(zhuǎn)180°再修砂輪的另一端面。在修第二端面時用百分尺要嚴格控制砂輪寬度尺寸。滾道擋邊在車加工時都留有一定的加工余量,因此,滾道寬度要比砂輪寬度窄,所以必須首先從外內(nèi)徑開始進給磨削。如圖3所示:在磨削時砂輪開始只是A、B兩點在工作,消耗較快,所以要經(jīng)常修整砂輪的外徑,保持砂輪A、B兩點的銳角,能較快地去除擋邊的磨削余量。當砂輪外徑接觸到滾道時,這時擋邊磨削已經(jīng)完成,開始進行滾道的磨削。
圖2 滾道磨削示意圖
圖3 砂輪修整示意圖
由于在磨削擋邊時只是靠砂輪的A、B兩點工作,砂輪的兩個邊緣消耗較快,如果不及時修整砂輪再繼續(xù)磨削,滾道擋邊會出現(xiàn)錐度。該機床是采用轉(zhuǎn)動手輪手動進給,一般只能按每次0.01mm~0.02mm的進給量來磨削,而且要及時的修整砂輪的外徑,保持砂輪兩邊緣的銳角,使之能進行有效的工作,保證滾道的寬度。磨削滾道時為保證滾道的直線性,進給量也不宜過大,到精磨尺寸時一般要按著手動進給每次0.005mm~0.01mm來磨削,而且還要不斷地修整砂輪的外徑,不僅要保證砂輪外徑表面的平整,使?jié)L道的直線性好,還要保證滾道的各項幾何精度。
由于擋邊是用砂輪的兩個邊緣進行切入磨削。因此需要使用具有較高的硬度、耐磨性、耐熱性及有相當韌性的砂輪來進行加工。SG砂輪是切削性能很好,切削效率較高,而且具有切削力小、發(fā)熱量少,磨削溫度低特點的一個新品種砂輪。另外滾道和擋邊都有較低的粗糙度要求。砂輪粒度也不能選擇太粗。如果砂輪的硬度太高、太細,磨削時會產(chǎn)生滾道燒傷,而砂輪太軟,砂輪工作面的直角又不容易保證,會很快磨損脫落,砂輪粒度太粗,給下工序精研滾道帶來困難。經(jīng)過多次實驗,選用SG100K8V50的中軟磨料比較適宜。
無油溝滾道滾子軸承滾道及擋邊的加工方法,不僅在滾道軸承的加工上采用,在其它類型軸承零件中也可以采用,例如對端面需開定位槽,而且定位精度要求較高的軸承零件,都可以采用槽和邊同時加工的方法,保證其工藝要求的幾何精度,同時也大大的提高了產(chǎn)品質(zhì)量和軸承的使用壽命。