薄壁軸承內圈溝道的逃逸磨削方法

王長峰

(洛陽軸研科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

軸承套圈磨削有多種方法，但對于薄壁套圈卻一直沒有尋求到有效的解決方案。這是由于薄壁套圈剛度太低，無論夾持還是加工，略微施加載荷都容易導致變形，難以保證工藝要求的尺寸與形位精度，因此薄壁套圈的磨削加工始終是軸承制造中的一個難點。

1 常用磨削方法

對于薄壁內圈溝道，常用磨削方法有“支徑磨溝”(支承內徑磨削內溝)、“支溝磨溝”(支承內溝磨削內溝)和“支邊磨溝”(支承擋邊磨削內溝)等。以“支徑磨溝”為例，其磨削原理如圖1所示。磨削中內徑的加工誤差會復映到內溝上；前、后支承使工件中心與砂輪中心基本上處于同一水平面上，工件直接承受砂輪進給的切削力。當進給量過大，超過工件的變形抗力時，導致工件產生變形，造成工件尺寸、圓度等精度很難控制。實際加工中，要求操作工具有很高的技能水平和豐富的實踐經驗，一般需以1 μm的微進給量反復進給磨削，若一次進給量過大，就有可能造成廢品，而且加工效率很低，以內徑約100 mm的內圈為例，班產只有10件左右。

圖1 支徑磨溝原理示意圖

2 逃逸磨削法

經過多次試驗，摸索出一種特別適用于薄壁內圈溝道加工的“逃逸磨削法”——即在砂輪進給量大時，工件受到擠壓變形時能夠自動 “逃逸”，不僅可確保加工精度，而且還能顯著提高加工效率。

逃逸磨削法的關鍵是將工件支承設置成1個內支承結合1個外支承的聯合成角支承，如圖2所示。前支承為內支承，偏心處于第1象限，支承角α=15°～20°，偏心量e=0.15～0.30 mm(取此范圍時，工件的壁厚差精度較高)。(2)后支承為外支承，偏心處于第4象限，兩支承夾角β=30°～45°。

圖2 逃逸磨削法原理示意圖

逃逸磨削法工作原理：當砂輪進給磨削工件時，若切削力超過電磁無心夾具的夾持力，工件將脫離第4象限的外支承，避免砂輪擠壓而造成變形，仍保持原形狀。隨著磨削至一定尺寸，工件又回落至外支承進行正常磨削。如此重復，直至磨削到所要求的尺寸。

3 改進效果

采用逃逸磨削法，由于工件在磨削中能夠自動“逃逸”避免變形的影響，因此能夠達到很高的加工精度，廢品率大幅降低。又由于不用考慮砂輪進給量過大的問題，不僅一般操作人員即能完成，而且同樣的工件，班產由過去的10件提高到50件左右，加工效率提高約5倍。目前，這一磨削方法已在2種材料(不銹軸承鋼9Cr18和高碳鉻軸承鋼GCr15)多個產品(包括薄壁軸承外圈的“支溝磨徑”)中得到驗證和推廣，效果十分明顯，很好地解決了薄壁軸承套圈難以加工這一問題。