孟艷艷,孫斌,張?zhí)炝?,張帥?/p>
(1.洛陽(yáng)LYC軸承有限公司,河南洛陽(yáng) 471039;2.航空精密軸承國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南洛陽(yáng) 471039)
圓錐滾子軸承內(nèi)圈油溝的加工質(zhì)量不僅會(huì)直接影響套圈滾道后續(xù)的磨削或硬車(chē)加工,而且也會(huì)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(duì)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(duì)油溝坐標(biāo)尺寸、深度尺寸及形狀的檢測(cè)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(cè),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(cè)量,但是該方法只可以實(shí)現(xiàn)油溝深度和形狀的定性測(cè)量,無(wú)法實(shí)現(xiàn)油溝深度及形狀的精確測(cè)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(cè)量與分析,但是對(duì)于一些尺寸偏小的軸承,輪廓儀測(cè)針會(huì)受到擋邊或滾道的干涉,無(wú)法完全接觸到油溝進(jìn)行上述參數(shù)的有效測(cè)量與分析;同時(shí),對(duì)于大型軸承則會(huì)存在搬運(yùn)及測(cè)量定位不方便的難題,而且人工勞動(dòng)強(qiáng)度大,這些都會(huì)影響油溝參數(shù)的測(cè)量效率及準(zhǔn)確度。
為彌補(bǔ)現(xiàn)有檢測(cè)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(cè)量方法。該拓形測(cè)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(cè)量與分析,為及時(shí)更換車(chē)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。
圓錐滾子軸承油溝結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1?;谳喞獌x的圓錐滾子軸承大擋邊油溝拓形測(cè)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(cè)量精度;然后,清潔被測(cè)油溝,被測(cè)油溝表面應(yīng)清潔干凈,以免雜質(zhì)和油污對(duì)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(cè)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(cè)量拓形。使用輪廓儀對(duì)復(fù)制好的油溝拓形輪廓進(jìn)行測(cè)量,然后利用輪廓儀內(nèi)置分析軟件對(duì)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(cè)量分析評(píng)價(jià)。
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(cè)量性,實(shí)現(xiàn)了油溝輪廓的拓形測(cè)量,其測(cè)量過(guò)程如圖2、圖3所示。
圖2 拓形制備示意圖
圖3 拓形測(cè)量示意圖
加工時(shí),可以根據(jù)上述拓形測(cè)量結(jié)果及時(shí)進(jìn)行車(chē)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(duì)套圈滾道后續(xù)磨削或硬車(chē)加工的影響,有效保證軸承成品的質(zhì)量。
以32232/P6X圓錐滾子軸承為例,使用輪廓儀對(duì)油溝尺寸拓形檢測(cè)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(duì)該內(nèi)圈大擋邊油溝尺寸進(jìn)行測(cè)量,并將其測(cè)量結(jié)果作為油溝尺寸的真值即參考值,測(cè)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。
對(duì)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(cè)量,測(cè)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(cè)量結(jié)果mm
利用表1中的10次拓形檢測(cè)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(guò)0.047mm,表明油溝拓形的質(zhì)量很好,滿(mǎn)足重復(fù)性要求。
測(cè)量結(jié)果相對(duì)誤差的絕對(duì)值的計(jì)算公式如下:
式中,δ—相對(duì)誤差的絕對(duì)值,|△|—絕對(duì)誤差的絕對(duì)值,且|△|=|測(cè)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(cè)量結(jié)果最大相對(duì)誤差的絕對(duì)值δmax。可以看到:基于輪廓儀的油溝拓形測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果和輪廓儀直接測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差的絕對(duì)值很小,最大不超過(guò)8.2%。表明油溝拓形測(cè)量方法的準(zhǔn)確度是可靠的,可以代替輪廓儀直接測(cè)量。
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(cè)量方法檢測(cè)精度有效且可靠,既可以實(shí)現(xiàn)輪廓儀無(wú)法直接測(cè)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(cè)量與分析,同時(shí)也能減輕大型軸承加工檢測(cè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。為操作工及時(shí)更換車(chē)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。