硬車在某型滾針軸承內(nèi)圈牙口加工中的應(yīng)用

張艷麗，王萍，鄒燕珍，曲紅利，宋海濤

(1.洛陽LYC軸承集團有限公司，河南 洛陽 471039；2.航空精密軸承國家重點實驗室，河南 洛陽 471039；3.洛陽軸研科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

1 滾針軸承結(jié)構(gòu)

常見的滿裝滾針軸承結(jié)構(gòu)有2種：1)內(nèi)圈或外圈帶雙擋邊的滿裝滾針軸承；2)內(nèi)圈帶牙口、擋圈及緊固圈的滿裝滾針軸承。這2種結(jié)構(gòu)的軸承在正常使用時，擋邊及擋圈均能起到對滾針進行軸向定位，防止?jié)L針歪斜，從而保證滾針在正常軌道運轉(zhuǎn)的作用。第1種結(jié)構(gòu)為可分離型，安裝及拆卸時容易造成散套，不利于主機安裝及拆卸；第2種結(jié)構(gòu)在軸承裝配后，軸承不可分離，便于主機安裝及拆卸。因此，設(shè)計時多采用第2種結(jié)構(gòu)的滿裝滾針軸承。

內(nèi)圈帶牙口滾針軸承結(jié)構(gòu)如圖1所示，其成品內(nèi)圈結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中，B1為成品軸承裝配高；D為成品內(nèi)圈牙口直徑；H為成品內(nèi)圈牙口寬度。

1—外圈；2—滾針；3—內(nèi)圈；4—緊固圈；5—擋圈

圖2 成品內(nèi)圈

2 裝配高尺寸要求

內(nèi)圈帶牙口滿裝滾針軸承裝配過程中，除滿足徑向游隙外，還應(yīng)控制裝配高B1。影響裝配高的因素有內(nèi)圈滾道寬度E和內(nèi)圈牙口寬度H，即

B1=2H+E。

(1)

牙口寬度直接影響成品軸承的裝配高。實際加工制造中，由于機床精度、加工方法、熱處理變形等因素的影響，內(nèi)圈牙口寬度與理想值會存在一定的誤差，由于牙口尺寸公差的變化,在裝配擋圈和緊固圈時，常出現(xiàn)裝配高超差現(xiàn)象。裝配高高時，需要返修內(nèi)圈兩牙口；裝配高低或無法返修時，只能報廢處理。

3 改進前內(nèi)圈工藝設(shè)計

3.1 工藝過程

內(nèi)圈加工工藝路線為： 牙口車加工→熱處理→初磨循環(huán)→附加回火→終磨循環(huán)。

3.2 內(nèi)圈牙口工藝設(shè)計

內(nèi)圈牙口車加工時，以端面和內(nèi)徑面定位，如圖3所示，端面互為基準，掉頭車加工另一端面的牙口。由于裝配時裝配高由內(nèi)圈滾道寬度和牙口寬度保證，因此內(nèi)圈端面的尺寸散差應(yīng)控制在0.03 mm以內(nèi)。

圖3 內(nèi)圈牙口工藝設(shè)計

內(nèi)圈淬火前的牙口直徑、寬度分別為

D1=D+ΔB×tan 20°，

(2)

(3)

式中：D1為淬火前牙口直徑；ΔB為套圈端面留量；H1為淬火前牙口寬度。

原工藝設(shè)計中，牙口的形狀和尺寸精度在車加工中完成，磨加工工序不再加工,致使牙口的形狀和尺寸精度受到熱處理的影響后，直接影響成品軸承裝配高。

4 工藝改進

為消除內(nèi)圈熱處理變形對軸承裝配高的影響，對內(nèi)圈工藝過程中附加回火后增加牙口硬車工序[1-2],以保證裝配高達到要求。

4.1 改進后工藝設(shè)計

改進后內(nèi)圈牙口工藝設(shè)計如圖4所示。淬火前牙口直徑和寬度分別為

D1=D+ΔB×tan 20° ，

(4)

(5)

式中：Δh為牙口硬車加工車削量。

圖4 內(nèi)圈牙口新工藝設(shè)計

工藝改進后對內(nèi)圈牙口進行2次車加工，并增加了牙口加工面平行差和內(nèi)外差的控制，使牙口形狀和尺寸精度更容易保證，避免了熱處理變形對牙口精度的影響，有利于保證成品軸承裝配高。

4.2 實例及分析

表1 改進前、后牙口各項精度指標對比

由表可知，通過對內(nèi)圈牙口增加硬車加工工序，并對牙口平行差和內(nèi)外差進行有效控制，使牙口寬度尺寸精度提高。實際裝配高度合格率能夠達到90%以上，降低了廢品率。

5 結(jié)束語

對影響軸承裝配高的內(nèi)圈帶牙口滿裝滾針軸承采取增加硬車加工內(nèi)圈牙口工序，已成功應(yīng)用于10余個型號,有效減少了熱處理變形對牙口尺寸精度的影響，使牙口的尺寸精度和形狀滿足要求，保證了產(chǎn)品的裝配高,有效提高了該類軸承的裝配合格率。