褚翠霞，李娜，劉輝軍，高武正

(洛陽LYC軸承有限公司 031軸承廠，河南 洛陽 471039)

角接觸球軸承可同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷，具有轉(zhuǎn)速高、精度高等優(yōu)點(diǎn)，一般組配使用，能夠準(zhǔn)確測(cè)量溝道軸向位置和雙溝的溝心距，有利于成組軸承進(jìn)行選配。

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x(GLOBAL 7107)在機(jī)械加工行業(yè)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但其方便、快捷、準(zhǔn)確的測(cè)量功能在軸承工件檢測(cè)中并沒有得到良好的展現(xiàn)，對(duì)于一般角接觸球軸承,溝道軸向位置和溝心距(雙溝)在加工工序間采用溝道位置樣板、溝心距專用樣板控制。但對(duì)于高精度產(chǎn)品，如溝道軸向位置要求±0.02 mm的內(nèi)圈，采用樣板控制位置的方法已經(jīng)不能滿足要求。

1 檢測(cè)方法分析

1.1 專用樣板檢測(cè)

采用專用量具樣板檢測(cè)溝道位置,操作簡(jiǎn)單直觀，檢測(cè)成本較低，但是只能定性，無法量化，更無法給現(xiàn)用數(shù)控機(jī)床提供數(shù)據(jù)調(diào)整的依據(jù)；而且樣板檢測(cè)誤差比較大，與操作者的熟練程度有關(guān)，尤其對(duì)于高精度的溝道位置要求，樣板控制手段就顯得力不從心。

1.2 輪廓儀檢測(cè)

使用V形塊和固定擋板在輪廓儀上檢測(cè)溝道位置，首先將標(biāo)準(zhǔn)件基準(zhǔn)端面一端靠在固定擋板上，然后檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)件溝的形狀，保存其圖形，在同樣的位置用同樣的方法測(cè)量工件的溝道形狀并保存其圖形，在圖形里測(cè)量溝底到同一基準(zhǔn)的距離，兩次測(cè)量的差值即為工件和標(biāo)準(zhǔn)件溝道位置的差值。但是在輪廓儀上檢測(cè)溝道位置，工件的定位精度不易控制，每次裝夾工件的傾斜角度不同，溝道位置的測(cè)量結(jié)果都會(huì)有變化，其誤差大小不容易掌握。

2 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x檢測(cè)

2.1 內(nèi)圈溝道軸向位置檢測(cè)

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x檢測(cè)方法的原理如圖1所示。

(1)將D051儀器下端用于支承鋼球的尖點(diǎn)改為平臺(tái)支承面；

(2)將D051儀器一側(cè)支點(diǎn)換成千分表(細(xì)表針)；

(3)將D051儀器放在三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x平臺(tái)上，并將D051儀器平臺(tái)調(diào)整水平；

(4)將被測(cè)工件非基準(zhǔn)端面朝下放置在D051儀器平臺(tái)上，使D051儀器兩側(cè)支點(diǎn)與工件溝道接觸，粗略找正溝道徑向最大點(diǎn)；

(5)通過調(diào)整D051儀器升降機(jī)構(gòu)，找溝道位置中心，即測(cè)量線與溝道直徑重合時(shí)，鎖緊工作臺(tái)，將三坐標(biāo)測(cè)量?jī)xz軸零點(diǎn)設(shè)在D051儀器的平臺(tái)端面上，在被測(cè)工件的基準(zhǔn)端面上移動(dòng)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)頭，記錄z坐標(biāo)的數(shù)值(設(shè)為h1)；

(6)翻轉(zhuǎn)被測(cè)工件，將基準(zhǔn)端面朝下置于D051平臺(tái)上，調(diào)整D051儀器升降機(jī)構(gòu)，找溝道位置中心，即測(cè)量線與溝道直徑重合時(shí)，鎖緊工作臺(tái)，在被測(cè)工件的非基準(zhǔn)端面上移動(dòng)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)頭，記錄z坐標(biāo)的數(shù)值(設(shè)為h2)；

(7)計(jì)算被測(cè)工件溝道位置

式中：B為被測(cè)內(nèi)圈實(shí)際寬度；h1為被測(cè)內(nèi)圈基準(zhǔn)端面測(cè)量z值；h2為被測(cè)內(nèi)圈非基準(zhǔn)端面測(cè)量z值。

1—D051一側(cè)支點(diǎn)；2—D051下端支點(diǎn)；3—升降機(jī)構(gòu)；4—平臺(tái)；5—檢測(cè)工件；6—D051另一側(cè)支點(diǎn)；7—三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)頭

2.2 雙溝溝心距測(cè)量

將被檢測(cè)工件放置在調(diào)整好的D051儀器上，先通過D051儀器兩側(cè)支點(diǎn)與工件溝道接觸，粗略找正溝道徑向最小點(diǎn)，再通過D051調(diào)整螺栓找溝道徑向最小點(diǎn)，用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)出被測(cè)件上端面z軸高度，然后用D051調(diào)整螺栓找正另一溝道徑向最小點(diǎn)，此時(shí)再用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)出z軸的變化值，即可得出雙溝的溝心距。

3 檢測(cè)實(shí)例

3.1 內(nèi)圈溝道軸向位置檢測(cè)數(shù)據(jù)

7211ACTA/P5/02角接觸球軸承內(nèi)圈溝道軸向位置設(shè)計(jì)要求為(10.5±0.02)mm。三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x和D051儀器、輪廓儀和專用樣板檢測(cè)結(jié)果見表1。由表中數(shù)據(jù)可知，3次測(cè)量一個(gè)工件的同一位置，用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x和D051儀器檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，且每次測(cè)量的數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確；輪廓儀檢驗(yàn)溝道軸向位置的誤差范圍較大；而專用樣板檢測(cè)只能定性，無法定量。

表1 7211ACTA/P5/02的檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比

3.2 溝道檢測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用

以組配角接觸球軸承凸出量δ0為例說明準(zhǔn)確檢測(cè)溝道位置對(duì)產(chǎn)品加工的影響，如圖2所示。由圖可知

δ0=C-T，T=ai+ae-S/2，

式中：C為外圈寬度；T為無預(yù)載時(shí)外圈基準(zhǔn)端面到內(nèi)圈基準(zhǔn)端面的軸向距離；S/2為徑向游隙引起的軸承軸向位移；ai為內(nèi)圈溝道位置；ae為外圈溝道位置。經(jīng)分析可知：套圈寬度B,C和內(nèi)、外圈溝道位置的加工公差對(duì)軸承凸出量的影響很大，套圈寬度B或C的加工偏差容易控制，所以能準(zhǔn)確地測(cè)量出溝道位置，對(duì)角接觸球軸承凸出量選配和雙列角接觸球軸承配套顯得尤為重要。

圖2 角接觸球軸承凸出量組配方式

4 結(jié)束語

利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x和D051儀器測(cè)量角接觸球軸承內(nèi)圈溝道軸向位置，測(cè)量誤差比樣板測(cè)量和輪廓儀測(cè)量小，并可準(zhǔn)確計(jì)算出溝道軸向位置數(shù)值，指導(dǎo)數(shù)控加工溝道位置尺寸。但是此種測(cè)量方法效率不高，不能廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，只能作為一種校對(duì)的手段，可用于選擇標(biāo)準(zhǔn)件。