雙列角接觸球軸承溝道磨削工藝探討

薛福德，王勁松

（1.哈爾濱軸承集團公司 小型球軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036；2.哈爾濱軸承集團公司 電機軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

雙列角接觸球軸承溝道磨削工藝探討

薛福德1，王勁松2

（1.哈爾濱軸承集團公司 小型球軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036；2.哈爾濱軸承集團公司 電機軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

在分析雙列角接觸球軸承套圈尺寸關系和現行工藝方法的基礎上，提出了用檢查雙溝對端面對稱度來代替檢查第一溝位置的新方法，既保證產品的質量，降低廢品，又大幅度地提高了生產效率。

雙列角接觸球軸承；套圈尺寸；溝心距；設計基準；工藝基準

1 前言

帶有雙排溝道的雙列角接觸球軸承套圈，例如3200系列軸承的外圈和內圈，在磨溝道時，大部分是采用“翻幅”磨的加工方法，即以A端面（見圖1）為定位基準加工第一溝，以B端面為定位基準加工第二溝。由于端面寬度、溝位置和溝心距三個尺寸是互相關聯的，因此在磨溝道時要同時保證第一溝位置和溝心距都合格是較困難的，尤其是一批套圈的端面寬度尺寸差異較大或者過磨較大時，就更加困難。由于上述原因，造成磨溝道工序效率低、廢品高。

根據市場預測情況，3200系列軸承的市場需求量正在迅速增長，而現有的生產方式很難滿足要求的。為解決該問題，研制新一代高效率雙溝磨床是必要的，但要解決燃眉之急，最有效的辦法還是對現行工藝進行改進，以提高效率、降低廢品，收到較大的近期效益。

雙列角接觸球軸承雖有較長的生產歷史，但從產品設計到加工工藝，還不能說已經很完善了。在對現有工藝進行分析的基礎上提出了一個新的辦法，去掉不必要的尺寸公差要求，改進檢查方法，使加工簡化，大幅度提高效率，降低廢品，解決了雙溝軸承磨溝工序存在的問題，供產品設計和工藝設計人員參考。

2 雙溝產品加工困難原因分析

雙溝產品加工困難的原因是產品設計基準與工藝基準不統一，為保證產品設計要求，工藝上不得不過分的壓縮加工公差。以3206ATN外圈為例進行分析（見圖1，圖中和以下公式中尺寸單位均為mm）

軸承產品圖中規定：

從圖1 可以看出，產品圖中A端面是設計基準，要求第一溝與A端面的距離為；第二溝與第一溝的距離為 c±0.02。而第二溝與B端面的尺寸是沒有要求的，也就是說它是尺寸鏈中的封閉環。不管端面寬度 b 的尺寸多大，都不影響a 和 c，所以從圖面上看是沒有問題的。

圖1 3206ATN外圈磨工藝尺寸

然而從加工方法來看，因為目前是采用“翻幅”磨溝的方法，即以A 為工藝基準磨第一溝，以B為工藝基準加工第二溝，并且同一套圈的兩個溝是在同一次調整中連續加工的，因此第一溝位置 a 與第二溝到B端面之間的距離（我們稱它為 a′）幾乎是相等的，如果忽略某些很小的誤差，則可以認為 a與 a′是完全相等的。這樣，c便成為事實上的封閉環，其尺寸受 b、a 和 a′三者的影響。其關系可用下式表示：

按式（1）計算3206ATN溝間距的公差范圍：

max( c)=max( b)－2min( a)

=－0.01－2×（－0.04）

=0.07

min( c) =min( b)－2max( a)

=－0.03－2×0

=－0.03

注：max( c)—— c的公差上限，下同。

從計算結果可以看出，c 的公差上限0.07，下限－0.03，公差帶寬度為0.1，該值是成品圖中規定的公差帶0.04（±0.02）的二倍半，這就意味著在磨溝道時，即使端面寬度在合格范圍內，第一溝位置也在公差（－0.04）范圍內，溝間距也未必合格。因此必須主動壓縮加工公差，平移公差，甚至必須將套圈按端面寬度分組后分別加工，方可使 c 在合格范圍之內,所以說設計基準與工藝基準不一致，給雙溝產品的加工造成極大困難。

3 解決辦法

因為“翻幅”加工能有效地保證 a與 a′相等，即兩個溝正好處在兩個端面中間。而 a與a′的實際值，在溝間距 c 不變的情況下，完全取決于套圈的端面寬度。端面寬度大則a與a′大，端面寬度小則 a與 a′小。不管 a與 a′的值是多小，兩個溝總是保持對稱地分布在兩個端面的中間。兩個溝處在兩個端面的中間，對軸承使用來說是最好不過了，這比產品圖中規定的要求第一溝位置和溝間距而不管第二溝對第二端面（圖1 中的B面）的距離要合理。也就是說，只要能保證兩個溝對稱地處在兩個端面之間，對 a的具體數值可以不做規定。

“在產品圖和工藝圖中不規定 a的公差，而規定 a與 a′的差值”是最簡單而又可靠的辦法，它使束縛了我們多年的加工雙溝產品的困難很容易地解決了，方法極為簡單。

用檢查 a與 a′之差代替檢查 a的尺寸與公差，那么 a與 a′之差多大合格呢？首先計算一下按現有成品圖的尺寸規定，可能會出現的最大差值是多大。當 a最小時，即-0.04；c 最小，即-0.02；端面寬度最大，即0。此時 a′最大，其值計算如下。

max( a′)=0－（－0.04）－（－0.02）=0.06

當 a最大時為0；c 最大時為+0.02；端面寬度最小時為－0.1，則 a′最小，按下式計算：

min( a′)=－0.1－0－0.02=－0.12

max( a)－min(a′)=0－(－0.12)=0.12

從上面的計算中可以看出，按現有成品圖紙標注的尺寸公差，a與 a′最大差值可達0.12。

如果端面寬度公差不按-0.1來計算，而按現行工藝圖中壓縮了的公差值，即-0.03，那么 a與a′的差值最大值可達0.06（計算從略）。

按目前的工藝水平，采用“翻幅”磨 a與a′之差是不可能超過0.06的，更不會達到現行產品圖紙尺寸標注方法可能達到的最大值0.12。把合格值規定在0.06或稍大一些都是可以的，既保證不超過成品的規定，又方便加工。

4 結論

（1）帶雙列溝道的角接觸球軸承套圈，包括3200系列內、外圈，以及所有采用“翻幅”磨的雙列溝軸承套圈，在保證溝間距不變的前提下，其第一溝位置之尺寸、公差均可不做規定，而改為用D012外溝檢查儀檢查第一溝位置（a）與第二溝到第二端面距離（a′）之差。

（2）雙溝套圈“翻幅”磨時端面不允許過磨的規定可以打破。只要磨溝時將端面寬度尺寸進行分組，加工不同組別時只要簡便地調整一下第一溝位置，則可使溝間距合格。保證雙溝處在二個端面正中間。

（3）檢查第一溝位置的樣板可以省掉，第一溝位置樣板不必設計、定貨和制造。這是一筆很大的節約。

（4）由于不控制第一溝位置的實際值，因此工人在加工中可以將溝心距調到公差帶的中部，從而減少了溝心距不合格的機會。按以前的檢查方法，有時為了照顧第一溝位置在公差范圍內，不得不使溝中心距處在公差帶的邊緣，極易造成廢品。

（5）雙溝的套圈磨加工比單溝套圈還多幾項技術要求，例如，一溝對另一溝的平行差、一滾道對另一滾道的徑向圓跳動和二溝直徑差等。其中一滾道對另一滾道平行差主要取決于套圈端面平行差，從目前的加工情況來看達到要求并不困難；一滾道對另一滾道的圓跳動，由于采用無心磨削，單溝壁厚差都比較小，故也不難達到；兩溝直徑差由于在同一次調整中連續加工，也不存在問題。因此，只要去掉第一溝位置檢查項目，雙溝產品的加工也就不存在太大的問題。

（6）按照提出的計算和檢驗方法，磨溝效率可以成倍的提高，廢品至少降低50%，還節約了第一溝位置樣板，其經濟效益是相當可觀的。

（編輯：鐘 媛）

保持架兜孔直徑公差均控制在0.05mm。

2.3.3 保持架外徑挖槽

在保持架的外引導面挖槽如圖2 所示，可以減輕重量；減少滾動體和兜孔之間的摩擦以及保持架外徑與軸承外圈內徑的摩擦；同時槽內還可以存儲潤滑脂，改善軸承潤滑狀態，降低溫升，提高軸承高速性能。

槽寬 b= Δc+ε，

槽深 H= 0.1Dw。

式中：H—— 保持架外徑槽深，

b —— 保持架外徑槽寬，

ε —— 根據鋼球直徑確定。

3 結束語

通過調整高速角接觸球軸承內、外溝曲率半徑系數，加大溝深比系數，減少保持架厚度，增加了保持架外徑挖槽和兜孔直徑，減小兜孔公差，并對保持架的橢圓度、壁厚差、兜孔等分差都加以嚴格控制，改善了保持架的動平衡，降低了軸承振動噪音，改善了軸承潤滑和摩擦狀態，提高了軸承的高速性能。

（編輯：鐘 媛）

Discussion on double row angular contact ball bearing groove grinding process

Xue Fude1,Wang Jinsong2
（1.Small Ball Bearing Branch,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China;2.Electric Motor Bearing Subfactory,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China）

On the basis of analysis of the relationship between double row angular contact ball bearing ring size and the current process, this article puts forward a new method of using inspect symmetry of double grooves to end face instead of the first groove position, not only to ensure the quality of the products, reduce waste, and greatly improves the production efficiency.

double row angular contact ball bearing; ring size; groove pitch; design datum; process datum

TH133.33+1

B

1678-4852（2014）04-0024-03

2014-09-20.

薛福德（1958-），男，工程師.