深溝球軸承與角接觸球軸承裝配工藝改進(jìn)

柳楓

(瓦房店軸承股份有限公司，大連 116300)

隨著國內(nèi)軸承生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，軸承零件磨加工設(shè)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(jìn)創(chuàng)造了條件。

1 現(xiàn)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(zhǔn)。目前，由于內(nèi)、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(shí)現(xiàn)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(yàn)→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(jìn)行分組，一般分7～10組，D>150 mm，按0.010 mm進(jìn)行分組，一般分6～8組；角接觸球軸承，按0.010 mm進(jìn)行分組，一般分6組。

人工分選的作業(yè)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(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量不高，生產(chǎn)效率低，人工勞動強(qiáng)度大。

2 改進(jìn)措施

2.1 制定分組互換及全互換合套質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

將游隙公差分配到內(nèi)、外溝道及鋼球直徑尺寸上,嚴(yán)格按分配后尺寸偏差進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)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(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)、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(nèi)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(nèi)徑尺寸上。由于受現(xiàn)有溝道磨床加工精度所限，故將鋼球組平均內(nèi)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(nèi)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(jìn)行選配，保證鋼球組平均內(nèi)徑尺寸偏差在要求范圍內(nèi)。第1組鋼球組平均內(nèi)徑尺寸偏差的外組件與第1組內(nèi)溝道直徑尺寸偏差的內(nèi)圈進(jìn)行合套；第2組鋼球組平均內(nèi)徑尺寸偏差的外組件與第2組內(nèi)溝道直徑尺寸偏差的內(nèi)圈進(jìn)行合套，其軸承徑向游隙可滿足0.006～0.023 mm的要求，從而實(shí)現(xiàn)了2個(gè)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(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 深溝球軸承分組互換合套質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) mm

2.1.2 角接觸球軸承分組或全互換合套質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)制定辦法進(jìn)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(nèi)、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(nèi)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(nèi)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(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2 游隙≥0.05 mm角接觸球軸承全互換合套質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) mm

2.2 改進(jìn)的加工工藝

2.2.1 兩端面互為基準(zhǔn)進(jìn)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(shí)，ΔBs(ΔCs)=-0.025 ～0 mm，VBs(VCs)≤0.005 mm；D>150 mm時(shí)，ΔBs(ΔCs)=-0.04～0 mm，VBs(VCs)≤0.007 mm。這樣可以實(shí)現(xiàn)兩端面互為基準(zhǔn)定位加工，取消工藝標(biāo)記。工序間加工時(shí)無需考慮基準(zhǔn)面問題，裝配時(shí)不需要再翻轉(zhuǎn)套圈，方便產(chǎn)品加工及合套。

2.2.2 壓縮車工留量

依據(jù)現(xiàn)有的工藝分布特點(diǎn)，為確保內(nèi)、外溝道實(shí)現(xiàn)直接上線磨削，對車工件溝道留量(徑向)進(jìn)行控制。當(dāng)套圈D≤150 mm時(shí)，車工留量為0.3～0.4 mm；當(dāng)D>150 mm時(shí)，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(jù)分組互換或全互換合套質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)要求，重新制定磨加工及裝配工藝文件，并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行，保證產(chǎn)品下線一次交檢合格率達(dá)98%以上。

2.3 改進(jìn)檢測方法

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

(2)取消使用軸承內(nèi)、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(jìn)質(zhì)量控制方法

實(shí)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(xì)磨過程產(chǎn)品全檢、分選及標(biāo)識工作，實(shí)現(xiàn)過程質(zhì)量控制前移，確保進(jìn)入裝配間產(chǎn)品均為合格品。

3 改進(jìn)效果

以6310軸承為例，依照深溝球軸承分組互換合套質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，加工出套圈，根據(jù)外溝道直徑尺寸偏差，選擇鋼球直徑尺寸，進(jìn)入裝配間后，將外溝道與鋼球分別按其直徑尺寸偏差進(jìn)行選配。軸承鋼球組平均內(nèi)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(nèi)徑尺寸偏差外組件與第1組內(nèi)溝道直徑尺寸偏差內(nèi)圈進(jìn)行合套；將第2組鋼球組平均內(nèi)徑尺寸偏差外組件與第2組內(nèi)溝道直徑尺寸偏差內(nèi)圈進(jìn)行合套，其理論游隙值與實(shí)測游隙值見表3。

表3 6310軸承理論游隙值與實(shí)測游隙值對比 μm

由表3可知，游隙實(shí)測值在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)(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(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，加工出批量套圈，選擇符合標(biāo)準(zhǔn)要求(尺寸偏差)的鋼球，進(jìn)入裝配間后，內(nèi)、外圈與鋼球任意組合進(jìn)行裝配，其理論游隙值與實(shí)測游隙值見表4。

表4 7310B軸承理論游隙值與實(shí)測游隙值對比 μm

由表4可知，游隙實(shí)測值在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)(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(jìn)后的深溝球軸承與角接觸球軸承裝配工藝實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)分組互換合套且分組數(shù)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(shí)現(xiàn)全互換合套。

4 結(jié)束語

深溝球軸承與角接觸球軸承實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)了過程質(zhì)量控制前移；套圈及成品軸承質(zhì)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(chǔ)。