推力調心滾子軸承滾道磨削改進

紀云巧

（瓦房店軸承股份有限公司，遼寧 瓦房店 116300）

1 前言

推力調心滾子軸承在磨削軸圈滾道時采用切入法磨削，由于軸圈大擋邊與滾道成一角度，傳統砂輪在磨削滾道根部時極易與軸圈大擋邊接觸，產生“撩邊”現象，造成廢品的出現。通常情況下，為了避免這種現象的發生，在磨削滾道時，砂輪距離大擋邊一定距離，而剩余部分滾道再返回車加工進行硬車，同時將油溝加工大一些，減小硬車部分的滾道。這不但會增加油溝部分的應力集中，減少了滾道的實際長度，同時還增加了滾動體球基面與大擋邊接觸點落在油溝區或者滾動體倒角邊緣的風險。本文設計的新型砂輪，在不用改變工裝的前提下，非常有效地解決了磨削過程中極易產生的“撩邊”問題。

2 砂輪設計

以 294/1000 為例，軸圈滾道半徑為 R1152，軸圈高度為 253，滾道長度約為 200；同時機床砂輪軸直徑為φ120。傳統的磨削方式采用直徑為φ290，高度為 250 的圓柱形砂輪。見圖 1。

圖1 軸圈與砂輪原始圖

由于軸圈滾道為弧形，因此在正式加工之前，需要用金剛筆將圓柱形砂輪修整成與軸承滾道半徑相同的圓弧形砂輪。見圖 2。金剛筆固定在工作臺上，將圓柱形砂輪固定在機床砂輪軸上，編制好程序，將圓柱砂輪修整成半徑為 R1152 的圓弧砂輪。見圖 3。當砂輪修形完成時，將機床調至設定好的軸圈滾道磨削程序，做加工前工序準備。

圖2 老式砂輪

圖3 砂輪修形

3 老式砂輪加工方式

目前的推力調心滾子軸承軸圈磨削采用的是切入法磨削，將工件固定在磁力工作臺上，旋轉工作臺帶動工件旋轉，同時將旋轉的砂輪靠近需要磨削的軸圈滾道。瓦軸目前使用的磨削機床可以同時安裝四種砂輪軸，以此來實現多種類型的軸承的磨削。每次旋轉機床主軸即可實現砂輪軸之間的自由切換。但也有一個弊端，那就是每根工作的砂輪軸與工作臺的角度受到了限制。當一根砂輪軸旋轉的角度與工作臺的水平角度逐漸變小時，另一根砂輪軸即將靠近工作臺。因此，每根砂輪軸工作時，其與工作臺的水平角度有一定限制。見圖 4。

圖4 機床砂輪軸

正是因為此種情況，當加工推力調心滾子軸承時，其砂輪軸與工作臺的水平最小角度為 45゜左右。磨削加工時，將修整好的砂輪靠近滾道，為了提高加工效率，需要將滾道一次磨削成型。因此，加工時需要將砂輪靠近滾道與擋邊的根部，從而實現滾道一次磨削。但此時可以發現，當砂輪靠近滾道根部時，砂輪底部與小擋邊已經產生了干涉。見圖 5、圖 6。如果繼續按此種方式加工，勢必會將小擋邊磨掉一部分，從而形成廢品。

圖5 老式砂輪磨削方式

圖6 砂輪干涉示意放大圖

為了避免廢品出現，傳統的推力調心軸圈滾道磨削需要增加一道工序 —— 硬車工序，即磨削時根部留出一部分滾道，長度至砂輪不與擋邊干涉為宜。剩余部分滾道在磨削完成后直接返回車工工序，硬車剩余滾道。此方式不但降低加工效率，同時影響軸承的使用效果。

4 新型砂輪加工方式

為了改善目前存在的狀況，提高加工效率，提升滾道加工效果，現設計一種新型砂輪，即非對稱型弧形砂輪。修改砂輪修整程序，將其修整行程設定為非對稱圓弧行程，但要保證整體砂輪的高度、圓弧半徑、小頭直徑與原來的圓柱形砂輪相同。見圖 7。

圖7 新型推力調心滾子軸承磨削砂輪

新型砂輪的非對稱的結構可以很好地調整砂輪軸與工作臺的水平角度，使砂輪軸底部有效避開了小擋邊，即使加工至軸圈根部，依然與小擋邊之間留有間隙，不會產生干涉，可以實現一次磨削。見圖 8、圖 9。

圖8 新式砂輪磨削方式

圖9 新式砂輪磨削方式放大圖

5 結束語

本文的設計原理可以推廣至其它類型的推力滾子軸承，可以根據滾道的形狀來設計磨削砂輪的外形，通過一些細節的改變就能節省大量的人工成本，提高生產效率，保證了產品質量。