王 銳

（哈爾濱軸承集團(tuán)有限公司 技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

近年來越來越多特超輕系列軸承被應(yīng)用于各個機(jī)械加工行業(yè)，但特超輕系列軸承的加工較常規(guī)軸承的加工難度有很大的增加。以 61900 系列與 61800 系列深溝球軸承為例，由于特超輕系列的軸承寬度與厚度均比常規(guī)軸承寬度與厚度要小很多，加工過程中軸承套圈隨著應(yīng)力的釋放極易產(chǎn)生變形。套圈的變形可以通過后序工序加工而改善，但軸承密封用的牙口在車加工經(jīng)熱處理完成后，一般不再加工，因此牙口在熱處理及后序加工過程中會隨著套圈發(fā)生的變形而變形，造成牙口尺寸散差大，橢圓不好，密封圈無法正常安裝，導(dǎo)致密封效果無法滿足成品的要求。為改善這一現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)專用夾具及更改加工工藝流程來解決這個問題。

2 改進(jìn)前套圈工藝流程

2.1 工藝流程

原材料→鍛造成型→退火→車內(nèi)圓與一側(cè)平面及倒角→車外圓與另一側(cè)平面及倒角→車溝道→車牙口→熱處理→粗磨平面→粗磨外徑→粗磨外溝→穩(wěn)定回火→精磨平面→精磨外徑→精磨外溝→精研外溝→修磨外徑。

2.2 改進(jìn)前工藝的優(yōu)點(diǎn)

（1）工序采用常規(guī)的鍛造、車加工、熱處理、磨加工、超精加工，工序排序較簡單。

（2）采用兩遍循環(huán)的磨加工工藝，中間有穩(wěn)定回火工序，最大程度釋放加工應(yīng)力，避免應(yīng)力釋放產(chǎn)生套圈變形。

（3）牙口加工工藝為軟車加工成型，加工成本較低。

2.3 改進(jìn)前工藝存在的問題

（1）牙口在車加工部分加工成型，后序熱處理及磨削加工過程中釋放應(yīng)力，會導(dǎo)致牙口橢圓變形，無法滿足產(chǎn)品的要求。

（2）牙口變形會導(dǎo)致密封圈無法壓入，或者密封圈與套圈沒有鎖緊，受力后密封圈與軸承外圈有相對運(yùn)動，密封圈無法滿足成品需求，只能通過重新定制密封圈尺寸，來滿足產(chǎn)品的要求，增加了生產(chǎn)成本與生產(chǎn)周期。

綜上所述，現(xiàn)有的工藝雖然被廣泛地應(yīng)用于軸承加工行業(yè)中，但是最適合上述工藝的軸承類型應(yīng)為普通輕系列軸承、常規(guī)軸承或不帶牙口的軸承。沒有牙口的軸承在抗壓力變形方面也要優(yōu)于有牙口的軸承，而 6200、6300、6400 這幾種類型的軸承套圈寬度與厚度相對大一些，變形量要更小一些，牙口在車削加工后經(jīng)熱處理與磨削釋放應(yīng)力的作用下，變形量在可接受范圍內(nèi)。

3 優(yōu)化后的工藝與工裝

3.1 優(yōu)化后的工藝流程

原材料→鍛造成型→退火→車內(nèi)圓與一側(cè)平面及倒角→車外圓與另一側(cè)平面及倒角→車溝道→熱處理→粗磨平面→粗磨外徑→粗磨外溝→粗磨外內(nèi)徑→硬車外內(nèi)徑與牙口→細(xì)磨平面→細(xì)磨外徑→細(xì)磨外溝→穩(wěn)定回火→精磨平面→精磨外徑→精磨外溝→精研外溝→修磨外徑。

3.2 優(yōu)化后工藝的優(yōu)點(diǎn)

（1）硬車牙口避免了套圈在熱處理及磨削加工中因釋放應(yīng)力導(dǎo)致的牙口變形的問題的發(fā)生。且硬車后牙口精度為牙口硬車精度，不受熱處理及磨削加工影響，精度更高，能更好地滿足產(chǎn)品的需求。

（2）改進(jìn)后工藝采用兩遍粗循環(huán)，第一遍粗磨平面、粗磨外徑、粗磨外溝、粗磨外內(nèi)徑目的為統(tǒng)一尺寸，將各表面尺寸散差控制在 0.01mm內(nèi)，形位公差也控制在 0.01mm 內(nèi)，同時盡量為后工序多留加工余量，以防硬車裝夾與加工的應(yīng)力過大導(dǎo)致套圈變形。同時外內(nèi)徑統(tǒng)一尺寸與精度后，硬車加工中不會因圓度不好發(fā)生打刀的現(xiàn)象，減少了硬車刀的損耗。外內(nèi)表面都磨削后可以將部分套圈殘留的應(yīng)力進(jìn)一步地釋放，可以避免硬車裝夾力與套圈內(nèi)應(yīng)力相互作用導(dǎo)致套圈變形增加。第二遍細(xì)磨平面、細(xì)磨外徑、細(xì)磨外溝的目的是釋放硬車加工的應(yīng)力與裝夾應(yīng)力，同時將因硬車裝夾破壞的精度進(jìn)行改善，為后序加工做基礎(chǔ)。同時通過穩(wěn)定回火將套圈內(nèi)應(yīng)力盡可能地釋放出來，以防止后序加工再產(chǎn)生較大的變形。

（3）牙口精度滿足了產(chǎn)品的要求，可以保證密封圈的正常使用，避免了因牙口不合格而重新訂制密封圈的成本的產(chǎn)生，同時提高了生產(chǎn)效率。

3.3 優(yōu)化后工裝的優(yōu)點(diǎn)

硬車所需的裝夾力遠(yuǎn)超過正常磨加工的要求，而過大的裝夾力會使軸承內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生改變，甚至直接產(chǎn)生變形，因此需要采用特殊工裝進(jìn)行裝夾加工。

（1）硬車裝夾不使用傳統(tǒng)的三爪夾盤，避免了因夾盤夾緊力在三爪作用下的三個點(diǎn)應(yīng)力過大，從而導(dǎo)致的套圈圓度變形。采用全部包裹裝夾的方式，將裝夾力分散到整個套圈上，受力均勻，使徑向分力互相抵消，最大程度上避免了三角圓度的產(chǎn)生。

（2）根據(jù)統(tǒng)一后的平面、外徑與外內(nèi)徑的尺寸車好對應(yīng)的胎具，用外徑胎具將套圈外徑進(jìn)行裝夾，用外內(nèi)徑胎具輔助支撐套圈一側(cè)的外內(nèi)徑，同時在胎具表面增加平面夾緊裝置。這樣的胎具與套圈本身結(jié)合程度較高，同時利用平面裝夾分擔(dān)胎具裝夾力，將徑向裝夾力分擔(dān)到平面上，這樣的裝夾最大程度上減少徑向受力，減小了套圈圓度的變形，將整個變形量平均到圓周與平面的各個表面，雖然會導(dǎo)致平面的變形更加嚴(yán)重，但是產(chǎn)生的變形均在可加工的范圍內(nèi)。

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

通過加工軸承 61838-2RS1，采用硬車牙口的工藝，硬車后平面彎曲度增加 0.02mm，橢圓變形在 0.01mm 內(nèi)，對之后的加工工序基本沒有影響，同時牙口散差控制在 0.07mm 以內(nèi)，散差范圍只有常規(guī)加工工藝的 30%，保證了產(chǎn)品的合套率與密封性能。由此本次胎墊的改進(jìn)已經(jīng)成功。

5 結(jié)束語

優(yōu)化后的工藝解決了牙口變形大的問題，同時利用夾具分擔(dān)應(yīng)力，避免了裝夾應(yīng)力大的問題，提高了產(chǎn)品的密封性能，滿足了產(chǎn)品的要求。