汽車圓錐滾子軸承套圈自動化聯線加工技術

瓦房店軸承股份有限公司 （遼寧 116300） 田世玲 于曉巖 王江山

2011年9月瓦軸新竣工投產的卡車軸承項目基地，是全球單體最大的卡車配套軸承工廠。瓦軸集團汽車軸承項目正式投產，標志著瓦房店軸承汽車產業進入了嶄新的發展階段。瓦軸汽車分廠座落在瓦房店西郊工業園區，占地面積105萬m2，安裝了55條全自動生產線，實現了在線加工、在線檢測、在線裝配，從產品設計、訂單處理、生產過程控制等，建立了先進的信息化管控中心，全部實現了計算機管理控制。

以高新技術產業、高端產品為目標，加快七大戰略性新興產業配套軸承的研發制造。產品達到世界先進水平，實現精密技術領先。綠色制造覆蓋、信息技術集成、環保節能達標。2012年7月瓦軸在美國洛杉磯建立“瓦軸集團（美國）軸承有限責任公司”，在美國汽車城底特律建立了技術服務辦公室，在北卡羅來納州建立了物流配送中心。全面負責開發美國及整個北美的汽車整車和相關零部件配套市場，至此，一座現代化的軸承新城，如一顆璀璨的明珠，鑲嵌在大連的沿海經濟帶上。

汽車軸承產品特點及發展趨勢

汽車軸承分廠廠房建筑面積43000 m2，擁有55條自動生產線，實現在線磨削、在線檢測、在線裝配，在線包裝，集中管控。年生產汽車軸承2000萬套，年銷售收入12億元。人均勞動生產率每年150萬元。主要產品有為普林意威公司等生產的新能源汽車電機軸承，具有長壽命、高可靠性等特點；為一汽大眾、上海大眾、華晨寶馬和上海通用等公司生產的轎車用輪轂軸承，具有高可靠性、長壽命、高速化，滿足高檔轎車的需求。

為濟南重汽、山東濰柴、陜西法士特齒輪生產的重型卡車變速箱及發動機軸承，具有重載轉矩、低噪聲、大速比等性能；為上汽集團、一汽轎車等公司生產的轎車方向機輪轂，具有低噪聲、輕量化、高可靠性等特點；為濟南重汽、一汽、二汽和北汽等公司生產的重載卡車差速器用大錐角圓錐滾子軸承，具有高承載、高可靠性等性能；為德國大眾、上汽齒輪等公司生產的轎車變速箱軸承，具有高可靠性、長壽命、低噪聲和使用壽命120萬km等特點；為濟南重汽、一汽、二汽等公司生產的卡車用輪轂軸承，具有高可靠性、長壽命、高速化和單元化特點；為上海大眾、上海通用等公司生產的轎車發動機及周邊設備軸承，具有低噪聲、密封性能好、輕量化和高可靠性等。

汽車軸承制造工藝水平對比

汽車軸承聯線生產加工質量穩定（見圖1），節拍一致。產品套圈端面采用M7675W設備3機聯線雙端面貫穿磨削，尺寸穩定，定位基準理想，端面磨削后即采用內圈聯線加工，外圈在端面磨削后，外徑粗磨采用M1083A外徑無心磨削設備3機聯線貫穿磨床（見圖2），然后進入外圈聯線加工，在磨削線傳送帶上裝有退磁裝置，確保套圈無殘磁；在裝配聯線上，只要有檢測過程，均有校對件及不合格品自動識別裝置，使聯線加工的包裝入庫產品質量穩定可靠。

在聯線的磨削過程中，由于每一個過程的設備性能不同，磨削速度也存在差異，故根據套圈壁厚大小及熱處理的變形量，合理調整優化各過程的磨削留量，使整條磨削線的節拍一致，同時，保證設備性能最大化的使用，不至于造成資源浪費。

根據汽車軸承技術的發展，單元輪轂軸承逐漸取代單列圓錐滾子軸承，這對于軸承的磨削加工及合套工藝提出更高的要求。汽車軸承分廠目前擁有4條雙列圓錐滾子軸承生產線，由于套圈的外圈大部分帶有凸緣，且為了加強軸承承受軸向力的強度，外徑與凸緣擋邊之間不得有油溝，這樣，無論是外徑的磨削還是擋邊的磨削都無法保證砂輪完全進入磨削部位，造成外徑與凸緣擋邊交界處不能“清根”，故其工藝需要較大的改變，在端面磨削后，用硬車工藝代替套圈的粗磨過程，采用HCT2050硬車外徑、凸緣擋邊、外圈雙滾道，給細磨工序留出0.20～0.25 mm的磨削量，同時在外徑與外擋邊交界處加工出一0.25 mm深度的油溝，此油溝在終磨完成后即消失。外圈滾道采用雙滾道一次磨削成型，可保證外圈兩滾道相互差在0.01～0.015 mm之間，使軸承不偏心，游隙大小穩定。

國內外圓錐滾子加工工藝對比

國外某公司圓錐滾子軸承的外觀質量，從國外軸承內組件中,可以清楚地看出圓錐滾子小頭端面沒有任何加工跡象，即圓錐滾子沖壓后沒有進行任何磨削加工（見圖3），而我們所有沖壓滾子的雙端面，即滾子小頭端面必須進行磨削加工（見圖4），相比之下，很值得我們軸承企業借鑒改進。

國外圓錐滾子基準端面的穴徑比較大（見圖5），促使滾子基準端面與內圈大擋邊的接觸點基本在合理位置。國內圓錐滾子基準端面的穴徑比較小（見圖6），滾子基準端面與內圈大擋邊的接觸點基本在大擋邊邊緣位置，容易導致內圈大擋邊邊緣受力增大，從而易引發內圈大擋邊斷裂的產生，因此，圓錐滾子的穴徑應該適當增大，有利于減少摩擦熱，從而減少軸承溫升，提高軸承使用壽命。

汽車軸承制造設備的特點分析

聯線加工在更換軸承規格時，除需機床調整上下料道、傳送帶的寬窄之外，還需修磨定位筒磁極，調整前后支撐夾角，確定偏心量，而偏心量的大小依每個操作者的加工習慣或偏大或偏小，則直接影響磨削時的加工參數，無法滿足操作者每次更換同一軸承套圈時（見圖7），始終固定唯一磨削參數，為加工的有效控制增加了難度。聯線加工磨削設備共11臺，有4名操作人員，在更換軸承套圈時需要逐臺設備調整，浪費時間效率低。機外調整，保證更換軸承規格時快捷、穩定是聯線生產的效率保證。對于圓錐滾子軸承，通常裝配高要求在0～＋0.20 mm之間，外滾道尺寸在0～－0.05 mm，為了不使設備資源浪費，通常外滾道磨削采用定程磨削，可確保裝配高的標準要求。

圖1 軸承套圈聯線生產現場

圖2 軸承套圈聯線生產加工設備

圖3 國外滾子小頭端面沒有磨削加工

圖4 國內滾子小頭端面磨削加工

圖5 國外圓錐滾子穴徑較大

圖6 國內圓錐滾子穴徑較小

圖7 圓錐滾子軸承

隨著汽車整裝效率不斷提高，對軸承裝配高的要求也越來越嚴格，汽車圓錐滾子軸承實現全部P6x級已成定局，這就要求外滾道尺寸公差帶要壓縮1/2，則外滾道磨削設備增加主動檢測裝置成為必然，否則無法保證越來越嚴的裝配高公差。

結語

汽車軸承的技術隨著汽車工業的發展也在發生著突飛猛進的跨越，大規模聯線加工工藝，使軸承產品質量的穩定性得到有效的保障，軸承滾子自動裝配機的的問世，徹底根除了人的因素造成的漏滾子、倒滾子等低級錯誤給用戶帶來的困擾。生產計劃的ERP管理，使聯線加工快捷、準時。

因此，汽車圓錐滾子軸承加工過程中“細節”決定質量，“細節”它所傳遞的重視小事，關注“細節，把小事做細、做透。我們必須意識到：軸承是一個系統的零件，任何一個“細節”都是決定整個汽車圓錐滾子軸承質量的關鍵，更進一步說，軸承的內、外圈也好，滾子、保持架也好，一些重要的加工技術工“細節”藝可能正是其軸承質量核心的部分，所以我們需要關注“細節”工藝，有時不得不依賴于一點一滴的“細節”工藝，使汽車圓錐滾子軸承質量有一個質的飛躍。