孟艷艷，孫斌，張?zhí)炝?，張帥?/p>

（1.洛陽LYC軸承有限公司，河南洛陽 471039；2.航空精密軸承國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南洛陽 471039）

1 前言

圓錐滾子軸承內(nèi)圈油溝的加工質(zhì)量不僅會直接影響套圈滾道后續(xù)的磨削或硬車加工，而且也會影響軸承成品的可靠性。隨著高精密軸承制造技術(shù)的發(fā)展，對圓錐滾子軸承內(nèi)圈大擋邊油溝的加工也提出了更高要求[1]，因此，對油溝坐標(biāo)尺寸、深度尺寸及形狀的檢測精度也要與之匹配。

目前，行業(yè)內(nèi)多采用樣板和輪廓儀進(jìn)行圓錐滾子軸承內(nèi)圈大擋邊油溝坐標(biāo)尺寸、深度尺寸及形狀的檢測，但是這兩種方法各自存在不足之處[2-4]。雖然，采用坐標(biāo)樣板可以進(jìn)行油溝坐標(biāo)尺寸的測量，但是該方法只可以實(shí)現(xiàn)油溝深度和形狀的定性測量，無法實(shí)現(xiàn)油溝深度及形狀的精確測量；輪廓儀雖然可以實(shí)現(xiàn)油溝坐標(biāo)尺寸、深度尺寸及形狀的精確測量與分析，但是對于一些尺寸偏小的軸承，輪廓儀測針會受到擋邊或滾道的干涉，無法完全接觸到油溝進(jìn)行上述參數(shù)的有效測量與分析；同時，對于大型軸承則會存在搬運(yùn)及測量定位不方便的難題，而且人工勞動強(qiáng)度大，這些都會影響油溝參數(shù)的測量效率及準(zhǔn)確度。

為彌補(bǔ)現(xiàn)有檢測手段的不足，本文提出了基于輪廓儀的圓錐滾子軸承大擋邊油溝拓形測量方法。該拓形測量方法可實(shí)現(xiàn)油溝坐標(biāo)尺寸、深度尺寸及形狀的精確測量與分析，為及時更換車刀及調(diào)整機(jī)床提供有效的參考數(shù)據(jù)，從而有效保證油溝的加工質(zhì)量。

2 測量方法

圓錐滾子軸承油溝結(jié)構(gòu)示意圖見圖1?；谳喞獌x的圓錐滾子軸承大擋邊油溝拓形測量方法，具體步驟如下：

圖1 油溝示意圖

1）油溝拓形。首先，按照適當(dāng)?shù)谋壤苽鋸?fù)制膠泥，復(fù)制膠泥的硬度應(yīng)軟硬適中，太硬容易損壞油溝表面，太軟容易變形，影響測量精度；然后，清潔被測油溝，被測油溝表面應(yīng)清潔干凈，以免雜質(zhì)和油污對拓形質(zhì)量造成影響；最后，將制備好的復(fù)制膠泥，放入被測軸承內(nèi)圈大擋邊油溝內(nèi)并按壓貼實(shí)，靜置10～15min后取下油溝拓形。

2）輪廓儀測量拓形。使用輪廓儀對復(fù)制好的油溝拓形輪廓進(jìn)行測量，然后利用輪廓儀內(nèi)置分析軟件對油溝坐標(biāo)尺寸（a,b）、深度尺寸（c,d）及溝底形狀R進(jìn)行測量分析評價。

該方法利用復(fù)制膠泥的高精度復(fù)制性以及輪廓儀的高精密測量性，實(shí)現(xiàn)了油溝輪廓的拓形測量，其測量過程如圖2、圖3所示。

圖2 拓形制備示意圖

圖3 拓形測量示意圖

加工時，可以根據(jù)上述拓形測量結(jié)果及時進(jìn)行車刀的更換及機(jī)床的調(diào)整，有效保證油溝的加工質(zhì)量，最大限度降低不合格油溝對套圈滾道后續(xù)磨削或硬車加工的影響，有效保證軸承成品的質(zhì)量。

3 試驗(yàn)研究

以32232/P6X圓錐滾子軸承為例，使用輪廓儀對油溝尺寸拓形檢測精度（重復(fù)性和準(zhǔn)確性）進(jìn)行研究。

首先，利用輪廓儀直接對該內(nèi)圈大擋邊油溝尺寸進(jìn)行測量，并將其測量結(jié)果作為油溝尺寸的真值即參考值，測量結(jié)果為油溝坐標(biāo)尺寸（a,b）=（2.56,1.86）、深度尺寸（c,d）=（1.21,1.37）及溝底形狀R=0.83。

3.1 重復(fù)性研究

對內(nèi)圈大擋邊油溝同一部位進(jìn)行10次重復(fù)拓形，并使用輪廓儀測量，測得的油溝坐標(biāo)尺寸（a,b）、深度尺寸（c,d）及溝底形狀R數(shù)據(jù)如表1所示。

表110 次拓形后輪廓儀測量結(jié)果mm

利用表1中的10次拓形檢測數(shù)據(jù)，計(jì)算油溝各參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差如表1所示。可以看到，油溝坐標(biāo)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)差、深度尺寸的標(biāo)準(zhǔn)差以及油溝形狀的標(biāo)準(zhǔn)差都很小，最大不超過0.047mm，表明油溝拓形的質(zhì)量很好，滿足重復(fù)性要求。

3.2 準(zhǔn)確度研究

測量結(jié)果相對誤差的絕對值的計(jì)算公式如下：

式中，δ—相對誤差的絕對值，|△|—絕對誤差的絕對值，且|△|=|測量值-真值|，L—真值，亦即參考值。

根據(jù)式（1）計(jì)算表1中油溝各參數(shù)的拓形結(jié)果與直接測量結(jié)果最大相對誤差的絕對值δmax?？梢钥吹剑夯谳喞獌x的油溝拓形測量方法的測量結(jié)果和輪廓儀直接測量方法的測量結(jié)果的相對誤差的絕對值很小，最大不超過8.2%。表明油溝拓形測量方法的準(zhǔn)確度是可靠的，可以代替輪廓儀直接測量。

4 結(jié)論

本文提出的基于輪廓儀的圓錐滾子軸承大擋邊油溝拓形測量方法檢測精度有效且可靠，既可以實(shí)現(xiàn)輪廓儀無法直接測量的圓錐滾子軸承大擋邊油溝坐標(biāo)尺寸、深度尺寸和形狀的精確測量與分析，同時也能減輕大型軸承加工檢測的勞動強(qiáng)度。為操作工及時更換車刀及調(diào)整機(jī)床提供確切的參考數(shù)據(jù)，從而有效保證油溝的加工質(zhì)量，最終確保成品的使用可靠性。