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(huì)直接影響套圈滾道后續(xù)的磨削或硬車加工，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(cè)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(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(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。

3.1 重復(fù)性研究

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(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。

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(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。