调心球轴承外圈车加工方法改进

　　摘 要：轴承是一种用在轴上的零件，能够有效减少摩擦，加大轴旋转的润滑度，在减少轴与支撑之间的磨损方面贡献很大。一般调心球轴承由内圈以及外圈构成，其中外圈的主要作用为支撑，使球心滚动体实现低摩擦转动或滑动。调心球轴承的主要特点为具有一定的调心功能，与自动调心球功能相一致。使用专用车床对自调心球轴承的外圈进行倒角时，可能会出现毛刺。它会影响热处理后磨削的外圈的质量，并且在组装轴承时钢球会刮擦，从而影响旋转的灵活性和自调心性能。针对该问题，通过分析外圈与倒角加工之间的关系，调整加工顺序并改变加工方法，避免了倒角毛刺的发生。

　　关键词：调心球;轴承加工;车加工;优化策略

　　前言

　　调心球轴承是将外圈滚道加工成球形并在内圈上具有两个深沟滚道的双列球轴承，具有调心性能。这类轴承主要用于无法保证与双支撑轴和双轴承孔严格同轴的零件，这些轴承在载荷下易于弯曲，但内圈的中心线和中心线的相对倾角不超过3度。由于其结构特性，有许多因素会影响质量。在组装过程中会发生诸如旋转不灵活和对中性能低下之类的质量问题，在严重的情况下可能会达到误差百分之十以上甚至更高。这些不合格的产品必须再次拆卸和修理，在某些情况下，由于不合格的修理而产生了废物，这浪费了人力和物力。因此，有必要分析零件原因并采取相应措施。

　　调心球轴承加工难点

　　硬度高

　　大多数轴承需要在热处理后进行机加工，通常是硬化钢，硬度通常在HRC55-65左右，度较高，现有工具难以加工且工具磨损严重。

　　存在连续和断续加工工况

　　大型轴承工件在热处理后会产生很大的变形，在加工过程中会出现间歇性的工序中断现象，并容易产生崩刀状况。

　　表面光洁度要求高

　　一些轴承对表面光洁度有很高的要求，这只能通过磨削技术来实现，加工效率低，加工成本高。

　　二、调心球轴承外圈工艺改进分析

　　(一)预防调心球外圈倒刺以及凸起的方法

　　调心球轴承的外沟道是球面，但是在外边缘处滚道产生倒角毛刺，这种突起会影响自动调心球轴承的自动调心性能，甚至无法调节，并且当轴承旋转时，带有突起的一侧会在钢球中产生摩擦阻力，从而加速磨损。产生这种现象的原因是，砂轮的厚度很薄，并且砂轮在凹槽的边缘很快被消耗掉了。如果砂轮的厚度小于外圈的宽度，则凹槽的边缘会磨损并膨胀。为消除此缺陷，厚度大于外圈宽度的砂轮应为1-1.5mm。由于外环槽的边缘像刀一样锋利，因此磨刀石很快被消耗，如果不及时抛光，则外环槽的边缘不会被抛光并膨胀。响应于该问题，可以调整修整次数并且可以增加修整器补偿量，从而可以及时地对钝的砂轮进行修整[1]。

　　(二)调心球轴承外圈直径尺寸的测量

　　自调心球轴承在外圈上有球形滚道，在内圈上有双滚道，并且轴承具有调心性能。因此，即使在主轴被加载和弯曲，或者由于机械加工和安装错误而使轴承内圈的轴相对于外圈的轴线倾斜时，也可以确保机械装置的正常操作。自调心球轴承外圈通道的检查方法与深沟球轴承外圈通道的检查方法基本相同。区别在于，自调心球轴承必须检查内径和内径的变化。外圈通道在单个轴向平面上。特别是超大型调心球轴承的外圈笨重，因此在测量过程中很难携带，因此通常是固定的，内径百分表可测量球面直径外圈通道的大小。由于超大轴承圈的尺寸较大，温度的影响非常明显。因此，必须保持产品、标准零件和测量仪器的温度基本相同，以减少由这三种形状之间的差异和线性膨胀系数引起的误差。特别是，标准件在传动中起着重要的作用。因此，应定期检查以确保准确性。

　　(三)减少外圈球面误差方法

　　在轴承加工的过程中，球面的中心位置不能与理论中心位置完全匹配，并且可能存在一些误差，这可以通过检测外圈的宽度差来完全控制。在M7675B磨床的两端加工外圈，并且可以将差异控制在很小的范围内(0.015毫米以内)。过去总是使用位置模板来测量外圈球体的中心位置，并且将样本分为最大极限尺寸和最小极限尺寸。当用球体的最大极限位置测量外部通道时，有一个位置模板，在模板的内部附近有一个“光隙”，反之亦然，在外面有一个“光隙”。依靠目视检查会出现重大错误;若是仪器测量，球体中心位置的误差可以控制在一定的范围里面。

　　(四)保证球面曲率半径的方法

　　自调心球的轴承外圈通道是一个弧形球面，这种设计的最基本目的是使轴承的内圈更好地对准外圈。尽管这是一个设计理论概念，但在实际的处理和生产中仍然存在某些错误。其中，不正确的配对是最常见的问题之一。在测量对角线差时，大多数制造商通常使用测量手枪表的方法。操作的主要原理是保持手枪表静止不动，通过摇晃外圈进行测量，并将对角线差严格控制在合理范围内。同时，必须确保球面曲率的均匀性，以便将误差控制在最低技术要求之内，并且在加工产品之前必须完全完成砂轮的修整操作。在加工过程中应尽可能保证砂轮修整器，并对其进行调整以提高加工效率和产品质量。

　　三、几种调心球轴承外圈车加工磨削方式

　　(一)摆动磨削

　　研磨机可以绕竖直工件的轴线在水平方向上以一定角度来回摆动。工件通道的圆弧表面的形状是通过工件相对于旋转砂轮的摆动而形成的。除了在磨削过程中旋转外，工件还围绕通道的中心点来回摆动，并且砂轮以高速旋转，实现径向进给运动，直到工件尺寸合格为止[2]。

　　(二)切人磨削

　　圆弧修整器把砂轮的外缘修成所需的圆弧半径，然后用已成型的砂轮进入 沟道进行磨削，即可磨削成所需要的圆弧沟道。从磨削原理分析得知，砂轮的几 何形状决定了套圈的几何质量。

　　(三)智能检测线

　　智能检测线是现今轴承外圈加工中常用的检测手段，检测线由一系列视觉系统引导，桁架机械手完成自动处理和自动卸载。线扫描相机和二维码扫描仪可准确识别内圈和外圈的唯一码，同时使用高精度的气浮平台和多传感器融合技术来准确地测量检测参数。该检测线实现了高精度与高智能化的检测，并通过SPC分析进行了质量在线管理，从而完全降低了生产成本，提高了检测效率和产品质量[3]。

　　机械论文投稿刊物：轴承(月刊)创刊于1958年，由洛阳轴承研究所主管、主办，是中国轴承行业唯一国内外公开发行的轴承科技及其应用期刊，是中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国学术期刊(光盘版)入编期刊、中国核心期刊(遴选)数据库收录期刊，机械工业优秀期刊。

　　结语

　　现如今，零件制造业越来越趋向于智能化，我国许多大型轴承公司正在积极致力于创新和升级智能制造,许多企业通过智能转型获得的收益超出了预期，智能制造的发展已成为所有轴承企业的共识。无论是企业生产还是我们的设计，工艺改进都是当务之急，基于数字技术的轴承加工工艺优化可以看作是我们提供数字和智能服务的最佳切入点。基于工艺的顶级设计使智能车间不仅限于模型和数据的虚拟显示，而且可以充分探索车间的最大效率和价值，并获得资源最佳分配方案。

　　参考文献：

　　刘延峰.探究双列调心球轴承机械化装球装置[J].建筑工程技术与设计,2020,(23):3388.

　　宋海涛,曲琼,刘明辉,等.套圈倾斜对角接触球轴承动态特性的影响[J].轴承,2020,(9):15-21.

　　杨金才,左鹏辉,李超强,等.圆锥滚子轴承冲压保持架尺寸参数对轴承性能的影响分析[J].轴承,2020,(4):31-34.

　　作者：赵余莉