外圈斷裂式薄壁軸承斷口溝道表面的修整

孟淑娟，馮銳

(1.洛陽潤環(huán)電機(jī)軸承有限公司，河南 洛陽 471003；2. 一拖(洛陽)福萊格車身有限公司技術(shù)部，河南 洛陽 471004)

1 外圈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

外圈斷裂式球軸承的外圈結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。外圈壁很薄，屬薄壁環(huán)類零件，其徑向與周向彈性變形的能力比厚壁類零件好，有利于斷裂工藝的實(shí)現(xiàn)。外圈外徑面有2個(gè)臺(tái)階，減小了斷裂面的有效面積，但裝配時(shí)要在這2個(gè)臺(tái)階上安裝緊固圈。采用線切割方法在外圈外徑面軸向方向加工出V形斷裂槽，并從槽底部進(jìn)行斷裂。理想的斷口是在自然狀態(tài)下斷面密合良好，無金屬掉渣，工件的彈性變形完全恢復(fù)，并且在燈光照射時(shí)，其合縫處無透光現(xiàn)象。但在實(shí)際生產(chǎn)中工件斷裂后達(dá)不到理想狀態(tài)，斷口若不經(jīng)過修整處理，會(huì)嚴(yán)重影響軸承的使用性能和壽命。

圖1 軸承外圈

2 外圈斷裂工藝

外圈斷裂是在成品套圈終檢后，在外徑的軸向方向上開槽，然后采用專用的工裝使其斷裂[2](圖2)。將軸承外圈套入一個(gè)帶錐度的心軸，壓環(huán)壓在外圈端面上，對(duì)壓環(huán)施加力，當(dāng)外圈通過心軸大端時(shí)，由于槽的形狀而在槽底引起應(yīng)力集中，套圈便會(huì)沿著開槽方向斷裂。心軸的錐度要經(jīng)過多次試驗(yàn)得出，既要能夠使外圈斷裂，又不能引起套圈的徑向塑性變形。

圖2 斷裂示意圖

3 斷口溝道表面的修整

由于各種因素的影響，外圈斷裂后的斷口會(huì)存在不平整等缺陷，影響軸承的正常使用，所以必須對(duì)斷口溝道表面進(jìn)行修整。

3.1 定位夾具

利用軸承溝道磨床并在電磁無心夾具上增設(shè)專用定位夾具完成對(duì)外圈的定位，定位夾具結(jié)構(gòu)如圖3所示。環(huán)形夾具中心孔直徑與被加工外圈的外徑相同，定位夾具的一側(cè)為月牙形壓緊片，通過壓緊螺釘使月牙形壓緊片產(chǎn)生彈性形變實(shí)現(xiàn)對(duì)外圈的徑向壓緊。定位螺釘通過外圈的斷裂槽對(duì)外圈進(jìn)行周向定位。定位夾具的外徑面開設(shè)V形槽，用于夾具在溝道磨床電磁無心夾具中的徑向及周向定位。

1—壓緊螺釘；2—定位夾具；3—定位螺釘

3.2 磨削修整

外圈溝道斷裂處修整原理如圖4所示。定位夾具與電磁無心夾具的端面定位胎配合使用，端面定位胎安裝在溝道磨床主軸上，其直徑與定位夾具的外徑相同，并對(duì)其進(jìn)行端面磨削。如果砂輪直徑太大，修磨過程中就不容易觀察，砂輪直徑太小，壽命較短，因此砂輪直徑取外圈內(nèi)徑的1/2較為合適。并通過修整器將砂輪圓弧半徑修整為與外溝道曲率半徑相同或稍小。

具體的修整過程為：定位夾具平放在工作臺(tái)上，將被加工外圈放入定位夾具的內(nèi)孔，使定位螺釘進(jìn)入斷裂槽，外圈的基準(zhǔn)端面與定位夾具的基準(zhǔn)端面平齊，然后用壓緊螺釘壓緊；將定位夾具整體放在端面定位胎上，調(diào)整下支承塊，使定位夾具的中心與機(jī)床(砂輪)中心等高，V形槽與后支承塊配合；然后通電上磁，使整個(gè)定位夾具及被加工外圈固定，調(diào)整砂輪與外圈溝道間的軸向位置，進(jìn)行外圈斷口溝道表面的修整。修整完成后，退出砂輪，退磁，拿下定位夾具，松開壓緊螺釘，取出被修整的外圈。

1—壓緊螺釘；2—定位夾具；3—后支承塊；4—軸承外圈；5—下支承塊；6—端面定位胎；7—定位螺釘；8—砂輪

外圈修整前，應(yīng)先對(duì)外圈尺寸分組，方便修整時(shí)磨削深度的控制，修整深度越淺越好。外圈修整后，其溝道表面的不平整物必須去除，修整后的形狀如圖5所示。

圖5 修整后溝道示意圖

4 結(jié)束語

實(shí)踐證明，采用這種方法可以對(duì)小批量的外圈斷裂式薄壁球軸承的外圈斷口溝道表面進(jìn)行快速、有效的修整，使溝道表面不影響軸承對(duì)振動(dòng)和噪聲的要求，從而提高軸承的使用壽命。