雙列角接觸球軸承溝間距的控制方法

姜景濱

（哈爾濱軸承集團公司 小型球軸承分廠 ，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

雙列角接觸球軸承能承受較大的徑向負荷為主的徑向和軸向聯合負荷和力矩負荷，能夠限制軸的兩方向的軸向位移。該軸承的特點內外套都是雙溝，所以兩溝徑尺寸相互差和形狀位置公差要求嚴格，這樣才能保證成品游隙精度。以前在加工該類軸承時檢驗位置、溝間距采用的位置樣板和溝間距樣板，這種檢測方法由于用肉眼光透縫方法誤差很大，常常因為內、外溝溝間距等形位工差影響成品軸承的旋轉精度，因此近1/5的內外套零件無法正常合為成品軸承，出現重新加工或報廢現象，給產品質量帶來嚴重影響。根據上述情況對問題點進行分析，并采取措施加以解決。

2 控制溝位置和溝間距存在的問題

圖1 3204ATN雙列角接觸球軸承溝道磨削加工圖

3204ATN雙列角接觸球軸承如圖1 所示， 溝位公差0～-0.04mm、溝間距公差±0.02mm，溝徑相互差0.006mm。一直以來檢驗溝位置和溝間距的標準是用樣板，檢驗的方法是光隙法。由于一個品種需多人同時加工，采用光隙法檢驗溝位置和溝間距時，每個人觀查樣板視覺范圍是不一樣的。如果軸承外圈溝間距加工誤差偏大，控制不得當，就會造成軸承內外圈溝道不匹配，軸承裝配合套時，形成內、外圈溝道與鋼球的接觸點偏離，使軸承的徑向游隙超差，同時還會影響軸承旋轉靈活性，降低了成品精度和合格率，工件兩邊溝位置尺寸也難保證一致。在檢測溝位置和溝間距時，如果間距樣板或位置樣板不能通過截面中心或位置樣板靠不緊套圈基面（平面平行差不好或端面有磨傷），再加上溝間距和溝位置用肉眼產生的誤差在±0.40mm左右，這樣給成品質量帶來危害，廢品和返檢率很高，同時也影響生產任務的完成。針對上述存在的問題，采用D012二臺儀器測量外套溝位置和溝間距，溝位置和溝間距精度控制在0.001mm，保證了成品質量也為提高生產率奠定了基礎。

圖2 D012測量溝位置示意圖

3 計算合理溝位置尺寸保證工件的溝間距

（1）首先用G903幅高儀器對3204ATN外套進行幅高尺寸實測。

（2）因該型號雙溝是對稱的，所以平面兩邊的磨削余量是相等的，即實測2 0.6-0.020=20.58mm，工藝要求

（3）3204ATN外圈溝道磨削加工如圖1 所示。對該加工工件最主要工藝要求之一是保證兩溝道間距在M:8.598±0.02mm之內(在其他技術條件必須保證的條件下)這樣才能保證成品合套的精度要求。但在實際加工中位置雖然保證了B面和E面對相鄰兩溝的位置在之間，即很難保證兩溝徑在8.598±0.02mm之間（因實際磨削時是翻幅磨削，即分別以B面和E面為加工基面，磨削不相鄰的一個溝道），若保證了兩溝間距離，就很難保證溝位置對兩端面位置的一致性，這樣當把不合格品進行返修時，因不知哪端面是該溝位置的基準，可能會出現溝道尺寸已到，卻出現溝曲率大又閃邊顯現，出現漏磨，造成廢品，使廢品率加大。我們希望磨出的工件兩溝間距值在8.598±0.02mm的中間部份，如圖3所示。

圖3 溝間距公差帶

理想公差帶示意圖，即理想公差帶在8.588～8.608mm之間，左右兩端還留有0.01mm距離作為技術儲備，以防工件幅高超差造成兩溝徑距離超差（控制幅高上、下極限尺寸可允許超差0.01mm）計算如下：

如果選擇兩端面距離相鄰溝位置在6.001值校對儀表時，參看圖1所示圖。該工件幅高工藝要求則兩溝最大間距=20.6-0.01-6.001×2=8.588mm，兩溝最小間距=20.6-0.03-6.001×2=8.568mm，顯然8.568mm值已距8.578mm極限值向左偏離0.01mm，兩溝間距不合格。

若選擇6.001-0.04mm時，則兩溝最大間距=20.6-0.01-［（6.001-0.04）×2］=8.628mm，兩溝最小間距=20.6-0.03-［（6.001-0.04）×2］=8.608mm。

其中8.628mm值已向極限尺寸8.618mm向右偏移0.01mm，兩溝間距也不合格。

經反復試驗和摸索，當選擇溝位置對端面值為6.001-0.01mm時，以這個值去校對儀表，保證了兩溝間距最佳值。經計算得：（6.001-0.01）×2=5.991×2=11.982 mm，即20.6-0.01-11.982=8.608mm ，20.6-0.03-11.982=8.588mm。

（4）用D012儀器準確檢驗溝位置和溝間距如圖3 所示。先用雙溝位置標準件對第一臺儀表，在加工第一溝道以A面為基準，用第一臺儀表測量第一道中心線相對的位置公差，控制在-0.01mm以內，以B面為基準加工另一溝。使用加工完的第一溝道的合格工件再校對D012二表上測量，使得第二臺D012儀表上測量值與第一臺DO12儀表值達到一致，第一溝道位置也是第二溝道位置的反面，最后加工第二溝道，使得第二臺DO12儀表測量第二溝道中心線相對于B面平行的端面位置公差值，達到與第一道中心線相對B面位置公差（達到最佳公差值）。

（5）嚴格控制幅高尺寸散差在0.02mm。加工該類軸承零件時一定要保證平面幅高尺寸散差控制在0.02mm以內，否則溝間距難以保證，如果一個批量幅高尺寸有-0.03～-0.05mm或-0.05～-0.08mm，那么需調整Ⅰ、Ⅱ溝位數值，位置需符合工藝要求0～-0.04mm，以保證溝間距不變。

（6）控制好兩溝徑差保證軸承回轉精度。在加工該工件時要保持3個工件一修整砂輪，這時連續3件加工完Ⅰ溝，再加工Ⅱ溝，這樣可以保持兩溝徑相互差為0.005mm，避免以往加工一個批次Ⅰ溝再加工Ⅱ溝，因為兩溝徑尺寸散差大影響軸承回轉精度。

（7）內套采用金剛石滾輪來保證內套溝間距。內套采用金剛石滾輪修修器修整砂輪，這樣修整砂輪的形狀保證了內套的行位公差，使它的溝曲率、溝間距、溝位等形位公差和內套零件相吻合，這樣一次加工成型工件，保證工件溝位、溝間距和溝位等形位公差。

4 采用儀器測量的優點

（1）直接準確測量Ⅰ溝、Ⅱ溝的位置和溝間距，以確保內外套溝位置、溝間距符合工藝要求，以便提高成品軸承精度；

（2）根據測量結果及時對溝位、溝間距進行機床調整，減少工件的返修品和廢品的產生；

（3）減少單個工件的測量時間(幅高尺寸不變，溝位不變化)，提高勞動效率，因為對新技術工人采用溝位置樣板觀察難度很大，特別是對外徑Φ26mm左右的雙列角接觸球軸承，這種測量方法簡單易行；

（4）可以減少了因位置樣板光隙法造成誤差，影響產品質量或樣板長期使用磨損造成的誤差。

5 結束語

雙列角接觸球軸承自使用位置標準件，采用儀器測量溝位置和溝間距以來，提高了軸承的質量，避免了廢品的產生，現在分廠全部取消了多年來采用樣板光隙法測量的方法，不僅提高了生產效率減低了成本，為公司的精益生產起到了促進作用。