深溝球軸承與角接觸球軸承裝配工藝改進

柳楓

(瓦房店軸承股份有限公司，大連 116300)

隨著國內軸承生產企業技術的不斷進步，軸承零件磨加工設備自動化程度及加工零件精度的不斷提高，為深溝球軸承與角接觸球軸承裝配工藝改進創造了條件。

1 現狀分析

深溝球軸承與角接觸球軸承的合套是以選配合適的徑向游隙為準。目前，由于內、外溝道直徑尺寸散差較大，軸承合套不能完全互換及分組互換，只能人工分選，無法實現自動化。人工分選裝配流程為：分選→裝球→手感游隙或試球→游隙檢驗→鉚合。尺寸分組情況為：深溝球軸承外徑尺寸D≤ 150 mm，按0.005 mm進行分組，一般分7～10組，D>150 mm，按0.010 mm進行分組，一般分6～8組；角接觸球軸承，按0.010 mm進行分組，一般分6組。

人工分選的作業面積大；合套過程中鋼球由于沒有保持架的隔離，相互間會產生碰撞；合套工藝誤差大，返工率較高，返工過程同樣會對鋼球和溝道造成損傷；產品質量不高，生產效率低，人工勞動強度大。

2 改進措施

2.1 制定分組互換及全互換合套質量控制標準

將游隙公差分配到內、外溝道及鋼球直徑尺寸上,嚴格按分配后尺寸偏差進行控制，實現分組互換或全互換合套，從而解決人工分選合套所帶來的問題。

2.1.1 深溝球軸承分組互換合套質量控制標準制定方法

以6310軸承為例，其基本組徑向游隙為0.006～0.023 mm，公差為0.017 mm。由于公差值較小，無法將公差分配到內、外溝道及鋼球直徑尺寸上，因此，采用分組互換合套工藝。將0.01 mm公差分配到內溝道直徑尺寸上，將0.007 mm公差分配到由外圈與鋼球形成的鋼球組平均內徑尺寸上。由于受現有溝道磨床加工精度所限，故將鋼球組平均內徑尺寸偏差ΔFwms分為2組，第1組為ΔFwms1=-0.004～+0.003 mm，第2組為ΔFwms2=-0.014～-0.007 mm；將內溝道直徑尺寸偏差ΔFs也分為2組，第1組為ΔFs1=-0.01～-0.02 mm，第2組為ΔFs2=-0.02～-0.03 mm。

將外溝道與鋼球分別按其直徑尺寸偏差進行選配，保證鋼球組平均內徑尺寸偏差在要求范圍內。第1組鋼球組平均內徑尺寸偏差的外組件與第1組內溝道直徑尺寸偏差的內圈進行合套；第2組鋼球組平均內徑尺寸偏差的外組件與第2組內溝道直徑尺寸偏差的內圈進行合套，其軸承徑向游隙可滿足0.006～0.023 mm的要求，從而實現了2個組別的分組互換合套。

依此方法，制定出基本組游隙深溝球軸承分組互換合套質量控制標準，見表1。

表1 深溝球軸承分組互換合套質量控制標準 mm

2.1.2 角接觸球軸承分組或全互換合套質量控制標準制定方法

角接觸球軸承徑向游隙小于0.05 mm的分組互換合套質量控制標準制定辦法同上(深溝球軸承的方法)。

這里對角接觸球軸承徑向游隙大于或等于0.05 mm的全互換合套質量控制標準制定辦法進行舉例說明。以7310B軸承為例，其基本組徑向游隙為0.330～0.380 mm，公差為0.05 mm。公差值較大，具備將游隙公差分配到內、外溝道及鋼球直徑尺寸上的條件，因此，采用全互換合套工藝。

將0.025 mm公差分配到外溝道直徑尺寸上，將0.02 mm公差分配到內溝道直徑尺寸上，將0.005 mm公差分配到鋼球直徑尺寸上，依此確定出外溝道直徑尺寸偏差為+0.165～+0.190 mm，內溝道直徑尺寸偏差為-0.185～-0.165 mm，鋼球直徑尺寸偏差為0～-0.002 5 mm。

依此方法，制定角接觸球軸承全互換合套質量控制標準，見表2。

表2 游隙≥0.05 mm角接觸球軸承全互換合套質量控制標準 mm

2.2 改進的加工工藝

2.2.1 兩端面互為基準進行加工及裝配

減小套圈寬度偏差及變動量，要求套圈D≤150 mm時，ΔBs(ΔCs)=-0.025 ～0 mm，VBs(VCs)≤0.005 mm；D>150 mm時，ΔBs(ΔCs)=-0.04～0 mm，VBs(VCs)≤0.007 mm。這樣可以實現兩端面互為基準定位加工，取消工藝標記。工序間加工時無需考慮基準面問題，裝配時不需要再翻轉套圈，方便產品加工及合套。

2.2.2 壓縮車工留量

依據現有的工藝分布特點，為確保內、外溝道實現直接上線磨削，對車工件溝道留量(徑向)進行控制。當套圈D≤150 mm時，車工留量為0.3～0.4 mm；當D>150 mm時，車工留量為0.5～0.6 mm。

2.2.3 重新制定磨加工與裝配工藝文件

依據分組互換或全互換合套質量控制標準要求，重新制定磨加工及裝配工藝文件，并嚴格貫徹執行，保證產品下線一次交檢合格率達98%以上。

2.3 改進檢測方法

(1)原D912，D913等外徑測量儀檢測內溝道尺寸，測值不準確，改進后采用D022，D023等專用測量儀。

(2)取消使用軸承內、外圈配套儀DP902A，用D013，D014，D022，D023等專用儀器替代，提高檢測精度。

2.4 改進質量控制方法

實行分組互換或全互換合套后，將取消原軸承裝配前的溝道檢測與分組工序，因此，可將原檢測、分組人員增加到加工過程檢測人員中，從事對溝道細磨過程產品全檢、分選及標識工作，實現過程質量控制前移，確保進入裝配間產品均為合格品。

3 改進效果

以6310軸承為例，依照深溝球軸承分組互換合套質量控制標準，加工出套圈，根據外溝道直徑尺寸偏差，選擇鋼球直徑尺寸，進入裝配間后，將外溝道與鋼球分別按其直徑尺寸偏差進行選配。軸承鋼球組平均內徑尺寸偏差滿足第1組或第2組要求，將第1組鋼球組平均內徑尺寸偏差外組件與第1組內溝道直徑尺寸偏差內圈進行合套；將第2組鋼球組平均內徑尺寸偏差外組件與第2組內溝道直徑尺寸偏差內圈進行合套，其理論游隙值與實測游隙值見表3。

表3 6310軸承理論游隙值與實測游隙值對比 μm

由表3可知，游隙實測值在標準要求的范圍內(0.006～0.023 mm)，表明深溝球軸承分組互換合套工藝是可行的。

以7310B軸承為例，按角接觸球軸承全互換質量控制標準，加工出批量套圈，選擇符合標準要求(尺寸偏差)的鋼球，進入裝配間后，內、外圈與鋼球任意組合進行裝配，其理論游隙值與實測游隙值見表4。

表4 7310B軸承理論游隙值與實測游隙值對比 μm

由表4可知，游隙實測值在標準要求的范圍內(0.330～0.380 mm)，表明角接觸球軸承全互換合套工藝是可行的。

改進后的深溝球軸承與角接觸球軸承裝配工藝實現了分組互換或全互換合套，深溝球軸承和徑向游隙小于0.05 mm的角接觸球軸承實現分組互換合套且分組數不超過3組；徑向游隙大于或者等于0.05 mm的角接觸球軸承實現全互換合套。

4 結束語

深溝球軸承與角接觸球軸承實現分組或全互換合套后，取消了軸承裝配前的溝道檢測與分組工序，將原裝配前檢查前移至過程間，實現了過程質量控制前移；套圈及成品軸承質量特性值離散度大幅度減小，返修品大幅減少,為球軸承裝配自動化奠定了基礎。