薄壁軸承內(nèi)圈溝道的逃逸磨削方法

王長(zhǎng)峰

(洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司，河南 洛陽(yáng) 471039)

軸承套圈磨削有多種方法，但對(duì)于薄壁套圈卻一直沒(méi)有尋求到有效的解決方案。這是由于薄壁套圈剛度太低，無(wú)論夾持還是加工，略微施加載荷都容易導(dǎo)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(gè)難點(diǎn)。

1 常用磨削方法

對(duì)于薄壁內(nèi)圈溝道，常用磨削方法有“支徑磨溝”(支承內(nèi)徑磨削內(nèi)溝)、“支溝磨溝”(支承內(nèi)溝磨削內(nèi)溝)和“支邊磨溝”(支承擋邊磨削內(nèi)溝)等。以“支徑磨溝”為例，其磨削原理如圖1所示。磨削中內(nèi)徑的加工誤差會(huì)復(fù)映到內(nèi)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(jìn)給的切削力。當(dāng)進(jìn)給量過(guò)大，超過(guò)工件的變形抗力時(shí)，導(dǎo)致工件產(chǎn)生變形，造成工件尺寸、圓度等精度很難控制。實(shí)際加工中，要求操作工具有很高的技能水平和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般需以1 μm的微進(jìn)給量反復(fù)進(jìn)給磨削，若一次進(jìn)給量過(guò)大，就有可能造成廢品，而且加工效率很低，以內(nèi)徑約100 mm的內(nèi)圈為例，班產(chǎn)只有10件左右。

圖1 支徑磨溝原理示意圖

2 逃逸磨削法

經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，摸索出一種特別適用于薄壁內(nèi)圈溝道加工的“逃逸磨削法”——即在砂輪進(jìn)給量大時(shí)，工件受到擠壓變形時(shí)能夠自動(dòng) “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(guān)鍵是將工件支承設(shè)置成1個(gè)內(nèi)支承結(jié)合1個(gè)外支承的聯(lián)合成角支承，如圖2所示。前支承為內(nèi)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(shí)，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(dāng)砂輪進(jìn)給磨削工件時(shí)，若切削力超過(guò)電磁無(wú)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(jìn)行正常磨削。如此重復(fù)，直至磨削到所要求的尺寸。

3 改進(jìn)效果

采用逃逸磨削法，由于工件在磨削中能夠自動(dòng)“逃逸”避免變形的影響，因此能夠達(dá)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(jìn)給量過(guò)大的問(wèn)題，不僅一般操作人員即能完成，而且同樣的工件，班產(chǎn)由過(guò)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(gè)產(chǎn)品(包括薄壁軸承外圈的“支溝磨徑”)中得到驗(yàn)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(wèn)題。