唐雙晶，唐麗新，王涌濱

（1.中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司，哈爾濱 150027；2.哈爾濱軸承集團(tuán)有限公司，哈爾濱 150036）

1 軸承外圈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

某非標(biāo)雙列圓柱滾子軸承寬度是普通軸承的5～6倍，內(nèi)圈為無擋邊的薄壁套筒，外圈結(jié)構(gòu)如圖1所示為雙擋邊，雙列滾道，屬于寬、薄壁軸承。軸承寬度108 mm，外徑φ107.95 mm，滾道壁厚僅3.5 mm，滾道寬度44.7 mm。該軸承外圈的超長(zhǎng)寬度將增加滾道內(nèi)側(cè)擋邊的加工難度，也影響套圈加工時(shí)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，產(chǎn)生偏擺，影響外圈滾道與外表面間的厚度變動(dòng)量Ke（壁厚差），導(dǎo)致無法滿足兩滾道偏心不超過2μm的精度要求。

圖1 軸承外圈結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure diagram of bearing outer ring

2 初擬定外圈磨加工流程

根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)初擬定外圈磨加工方法為二次循環(huán)、一次穩(wěn)定的工藝路線，即先集中完成所有表面的粗磨工序，然后進(jìn)行消除磨削應(yīng)力的補(bǔ)充回火（穩(wěn)定），再進(jìn)行終磨循環(huán)，以減少磨削應(yīng)力對(duì)產(chǎn)品精度的影響。磨削工藝流程為：均磨兩端面→終磨端面→粗磨外圓→粗磨外圈內(nèi)孔→粗磨擋邊→粗磨外滾道→穩(wěn)定處理→清理油溝、油孔→終磨外圓→終磨外滾道→終磨擋邊→終磨外圈內(nèi)孔→光飾→粗、精研外滾道→退磁、清洗、提交。

磨削加工設(shè)備：平面磨削使用M7475B磨床、粗磨外圓使用M1083外圓無心磨床、終磨外圓使用H123C帶往復(fù)切入式外圓磨床、擋邊磨削使用3MZ1420A磨床、滾道磨削使用3MK2016。外圈加工的難點(diǎn)主要是擋邊的磨削和滾道精度的保證。

3 存在的問題及解決措施

在外圈試加工過程中發(fā)現(xiàn)，必須嚴(yán)格控制作為定位基準(zhǔn)的端面及外徑的精度，否則磨削外滾道時(shí)會(huì)造成滾道壁厚差及兩滾道同軸度超差。

3.1 外徑精度超差

原因分析：M1083外圓無心磨床的磨削區(qū)長(zhǎng)為150 mm，再去掉前、后引導(dǎo)部分，磨削區(qū)較短，導(dǎo)致工件磨削不充分，工件外徑中間部分出現(xiàn)0.05～0.08 mm的凹心。

改進(jìn)措施：采用H123C外圓無心磨床，電磁無心夾具，往復(fù)振蕩切入式磨削，對(duì)工件進(jìn)行單機(jī)精磨外徑，提高外徑精度。

3.2 擋邊磨削問題

3.2.1 砂輪無法磨削到位

擋邊在3MZ1420A磨床加工時(shí)，由于擋邊位置高，常規(guī)的砂輪接桿無法磨削到擋邊內(nèi)側(cè)。重新設(shè)計(jì)了長(zhǎng)度120mm、直徑φ30mm的加長(zhǎng)、加粗砂輪接桿，保證了磨削時(shí)不發(fā)生振顫；并選用了磨削性能優(yōu)良的CBN 60×10×10 80/100碗形金剛石砂輪。

3.2.2 擋邊縱向磨削位置難以確定

原因分析：磨削擋邊確定砂輪縱向磨削位置時(shí)，由于擋邊位置高，位于孔的另一側(cè)，人工難以觀察到磨削區(qū)，磨削時(shí)需要不斷試車，調(diào)整費(fèi)時(shí)。

解決措施：預(yù)先測(cè)量工件端面到內(nèi)側(cè)擋邊的距離，據(jù)此設(shè)置機(jī)床擋鐵位置，確定砂輪到胎墊（端面支承）的徑向尺寸，即得到砂輪磨削擋邊的位置。最后裝上工件進(jìn)行微調(diào)即可，縮短了調(diào)整時(shí)間。并在終磨擋邊后增加CBN320光磨擋邊工序，進(jìn)一步提高擋邊表面質(zhì)量。

3.2.3 擋邊出現(xiàn)磨削燒傷

磨削位置深，加工時(shí)外部的冷卻液不易進(jìn)入孔內(nèi)磨削區(qū)，導(dǎo)致產(chǎn)生磨削燒傷。改進(jìn)后在設(shè)備上增加內(nèi)冷卻水管，直接噴射到磨削區(qū)，提高了冷卻效果，避免燒傷。

3.3 滾道精度超差

原因分析：由于外圈寬度超出了通常專用軸承套圈滾道磨削設(shè)備的縱向行程，無法在同一端面下同時(shí)加工兩滾道，只能加工完成一個(gè)滾道后，再以另一端面作為定位面，磨削另一滾道，重復(fù)定位磨削后導(dǎo)致兩滾道同軸度超差。這主要是因?yàn)閮啥嗣鎸挾茸儎?dòng)量VCs（平行差）大，磨削外徑面時(shí)，以基面定位，保證了外圈外表面對(duì)基面端面的垂直度SD（垂直差），但無法保證非基面對(duì)外徑的垂直差；另一方向，滾道寬，磨削面積大，一次磨削的磨削量過大，也影響套圈精度。

解決措施：使用H123C磨削外圈外徑面后，用砂輪側(cè)面靠磨工件另一非標(biāo)準(zhǔn)端面，使兩端面平行差控制在2μm以內(nèi)，提高兩端面對(duì)外徑面的垂直差；同時(shí)增加細(xì)磨滾道工序，保證磨削滾道的精度。

4 優(yōu)化后的磨削加工工藝流程

通過提高滾道磨削的定位基準(zhǔn)端面及外徑面精度，以保證外圈滾道精度；另外，從設(shè)備工裝及冷卻方面進(jìn)行改進(jìn)，逐步摸索出設(shè)備調(diào)整對(duì)車的經(jīng)驗(yàn)，解決了先前出現(xiàn)的精度超差問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量及加工效率。優(yōu)化后的外圈磨削工藝流程為：均磨兩端面→終磨平面→粗磨外圓→粗磨外圈內(nèi)孔→粗磨擋邊→粗磨外滾道→穩(wěn)定處理→清理油溝、油孔→細(xì)、終磨外圓→修磨非基面→終磨擋邊→細(xì)、終磨外滾道→酸洗→除氫→光磨擋邊→終磨外圈內(nèi)孔→光飾→粗、精研外滾道→退磁、清洗、提交。