角接觸球軸承磨削工藝的優(yōu)化改進(jìn)

角接觸球軸承磨削工藝的優(yōu)化改進(jìn)摘要：介紹了角接觸球軸承磨削加工的優(yōu)化改進(jìn)工藝，實(shí)現(xiàn)了軸承套圈的快速高效磨削。

關(guān)鍵詞 ：角接觸球軸承；斜坡；臺(tái)階；磨削

1現(xiàn)狀分析

角接觸球軸承與深溝球軸承在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別為角接觸球軸承內(nèi)圈或者外圈含有鎖口，深溝球軸承的加工工藝已經(jīng)相對(duì)成熟，而由于角接觸球軸承的結(jié)構(gòu)的差別、轉(zhuǎn)速、精度的要求以及各生產(chǎn)廠家加工設(shè)備的不同，不同的生產(chǎn)廠家對(duì)角接觸球軸承的生產(chǎn)加工有不同的工藝方法。我廠在長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于含有鎖口和臺(tái)階的軸承套圈運(yùn)用傳統(tǒng)的加工工藝進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，在磨斜坡工序加工完后，需操作工人手動(dòng)去毛刺，造成操作人員工作量加大，檢驗(yàn)人員工作量加大，而該工序的日班產(chǎn)量也較低，這說(shuō)明傳統(tǒng)工藝已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在的生產(chǎn)方法，為了解決該問(wèn)題，現(xiàn)針對(duì)我廠生產(chǎn)的軸承型號(hào)為H7005C-2RZ的軸承內(nèi)圈的生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控。

2角接觸球軸承內(nèi)圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

角接觸球軸承的內(nèi)圈結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1)軸承內(nèi)圈上含有鎖口，鎖口處的斜坡有一定的角度；

2)軸承內(nèi)圈的斜坡側(cè)含有臺(tái)階；

3)臺(tái)階的深度比斜坡的長(zhǎng)度短。

3軸承套圈磨削工藝的改進(jìn)思路分析

3.1傳統(tǒng)工藝流程分析

為了找出傳統(tǒng)工藝的不足，需要對(duì)該工藝進(jìn)行拆解分析。我廠的角接觸球軸承內(nèi)圈的生產(chǎn)工藝如下：

車加工→熱處理→精研平面→粗磨外徑→粗磨內(nèi)徑→粗磨溝→磨臺(tái)階→精磨外徑→精磨內(nèi)徑→精磨溝→超精溝→磨斜坡（去毛刺）

上述工藝和傳統(tǒng)的深溝球軸承的加工工藝相差不多，不同的是增加了磨臺(tái)階工序和磨斜坡工序。而平面、外徑、內(nèi)徑和溝道的加工對(duì)磨斜坡工序的外觀質(zhì)量和加工余量基本沒(méi)有影響，只有磨臺(tái)階工序與磨斜坡工序之間有交集。那么，原來(lái)為什么將磨臺(tái)階工序安排在軸承套圈加工的粗磨階段呢？原因是考慮到軸承對(duì)臺(tái)階的性能要求相對(duì)較低，而且可以降低在臺(tái)階磨削的過(guò)程中由于摩擦熱對(duì)軸承的組織所產(chǎn)生的影響，使軸承的尺寸穩(wěn)定性等降低的不良因素。而在磨斜坡工序的后面又增加了一道去毛刺的工序，這是因?yàn)檩S承套圈在磨斜坡后會(huì)在斜坡與臺(tái)階的交界處產(chǎn)生整圈的毛刺，必須采取措施將毛刺去除，否則一旦將帶有毛刺的軸承套圈壓裝成軸承成品，那么軸承在后序的檢測(cè)將受到影響，最后造成拆套，而拆套后的鋼球?qū)?bào)廢，保持架和套圈也可能會(huì)造成報(bào)廢現(xiàn)象，這樣不僅增加后序工序的操作人員的工作量，而且還會(huì)造成公司資源的浪費(fèi)，增加公司運(yùn)營(yíng)成本。

3.2軸承套圈加工現(xiàn)狀及原因分析

根據(jù)公司的機(jī)床配置，一臺(tái)磨臺(tái)階機(jī)床配一臺(tái)磨斜坡機(jī)床，以H7005C-2RZ內(nèi)圈為例，統(tǒng)計(jì)軸承套圈10天的生產(chǎn)情況，如表1

從表1中可以看出，磨臺(tái)階工序的產(chǎn)量明顯高于磨斜坡工序的產(chǎn)量，而且磨臺(tái)階工序的產(chǎn)品合格率也明顯高于磨斜坡工序的產(chǎn)品合格率，因?yàn)閮烧叩臋z驗(yàn)方式及檢驗(yàn)項(xiàng)目不同，所以兩者的產(chǎn)量及產(chǎn)品合格率基本沒(méi)有可比性。而且就這兩道工序來(lái)看，軸承的產(chǎn)量受制于磨斜坡工序的產(chǎn)量，所以如果提高了磨斜坡工序的產(chǎn)量將會(huì)使軸承的整體產(chǎn)量得到提高，而影響磨斜坡工序產(chǎn)量的主要因素有磨削量的大小、進(jìn)給量、進(jìn)給速度和工藝要求等因素，我們對(duì)這些影響因素進(jìn)行了逐一的分析與驗(yàn)證，并找出關(guān)鍵因素。

a)進(jìn)給量和進(jìn)給速度的不同對(duì)產(chǎn)量的影響。

仍然以H7005C-2RZ內(nèi)圈為例，我們選用了不同的進(jìn)給量和進(jìn)給速度進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)給量和進(jìn)給速度增大到一定程度時(shí)，軸承斜坡外表面出現(xiàn)燒傷現(xiàn)象，并且粗糙度不符合工藝要求，所以進(jìn)給量和進(jìn)給速度不能夠隨意增大，并且其有一個(gè)最優(yōu)的組合，使用這個(gè)最優(yōu)的組合，可以在保證符合工藝要求的情況下使產(chǎn)量達(dá)到最大值。而我廠在長(zhǎng)期的生產(chǎn)中，已經(jīng)掌握了進(jìn)給量和進(jìn)給速度這個(gè)最優(yōu)的組合值，并應(yīng)用在了生產(chǎn)上，所以該項(xiàng)因素并不是影響磨斜坡工序產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。

b)工藝要求對(duì)產(chǎn)量的影響

軸承對(duì)磨斜坡工序工藝要求包括尺寸精度要求和外觀質(zhì)量要求。尺寸精度的要求使得磨斜坡工序的鎖口量必須全檢，以免使得不滿足工藝的軸承套圈流入裝配工序，造成散套或者是壓裝困難，使軸承振動(dòng)值增大的后果。外觀質(zhì)量要求包括表面光潔度符合工藝要求、無(wú)磕碰傷、無(wú)燒傷及無(wú)毛刺等，所以這就使得加工時(shí)的進(jìn)給量和進(jìn)給速度不能太快，加工完的軸承套圈需去毛刺，并且輕拿輕放。為了保證無(wú)毛刺，在磨斜坡后需要專門在增加一道去毛刺的工序，該工序的增加嚴(yán)重影響了磨斜坡的產(chǎn)量，所以去毛刺成了影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。

c)磨削量的大小對(duì)產(chǎn)量的影響

以H7005C-2RZ內(nèi)圈為例,分析磨臺(tái)階與磨斜坡兩道工序磨削量的大小及相互影響。

以需磨削掉的體積表示磨削量，臺(tái)階的磨削量與斜坡的磨削量及位置關(guān)系如圖2所示：

根據(jù)兩者的磨削先后順序，建立方程，用積分計(jì)算兩者的磨削量如表2：

比較表2中臺(tái)階和斜坡的磨削量，先磨臺(tái)階后磨斜坡時(shí)臺(tái)階的磨削量比后者多3.077mm3，而斜坡的磨削量則是前者比后者少3.146mm3，即總體磨削量的變化值約為3mm3，該數(shù)值在加工過(guò)程中對(duì)產(chǎn)量的影響很小，所以，該項(xiàng)因素并不是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。

綜合分析，影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因素為去毛刺工序所占用的時(shí)間。那么，為什么在加工中會(huì)出現(xiàn)毛刺呢？按照傳統(tǒng)工藝進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，由于磨斜坡時(shí)采用的是振蕩磨削法，在磨削過(guò)程中，大部分需要切除的金屬被全部磨去，當(dāng)磨屑飛出時(shí)在空氣中急速氧化、燃燒，形成磨削火花。而一小部分需要切除的金屬被擠壓至斜坡的邊緣處，經(jīng)過(guò)砂輪的反復(fù)振蕩，便在斜坡與臺(tái)階的交界處產(chǎn)生一圈可剝離的帶狀磨屑，即毛刺，該處的毛刺用油石或砂輪可較輕易的去除。但是必須增加一道去毛刺的工序，從而使加工效率降低。

3.3工藝的改進(jìn)

根據(jù)分析的結(jié)果，將內(nèi)圈的生產(chǎn)工藝做了如下改進(jìn)：

車加工→熱處理→精研平面→粗磨外徑→粗磨內(nèi)徑→粗磨溝→精磨外徑→精磨內(nèi)徑→精磨溝→超精溝→磨斜坡→磨臺(tái)階

首先，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于臺(tái)階的磨削量較少，將其放置在精磨階段不會(huì)由于摩擦熱對(duì)軸承套圈的組織產(chǎn)生影響，也不會(huì)使軸承內(nèi)圈的各部分尺寸發(fā)生變化；

其次，改進(jìn)后的工藝，雖然由于震蕩磨在磨斜坡后在斜坡與臺(tái)階的交界處仍然會(huì)產(chǎn)生毛刺，但是隨后的磨臺(tái)階會(huì)將毛刺去除，所以在磨臺(tái)階后不會(huì)產(chǎn)生毛刺，從而省去了去毛刺的工序。

4改進(jìn)效果驗(yàn)證

仍然以H7005C-2RZ內(nèi)圈為例，統(tǒng)計(jì)10天的班產(chǎn)量如下表3

由于磨臺(tái)階的產(chǎn)量較高，其受制于磨斜坡的產(chǎn)量，故現(xiàn)在磨臺(tái)階的班產(chǎn)量與磨斜坡的班產(chǎn)量相同。對(duì)比表1與表3得出，套圈產(chǎn)量由原來(lái)的平均每日572.3件增加至944.8件，產(chǎn)量大幅度上升，而且磨斜坡工序的產(chǎn)品合格率升高，所以改進(jìn)后的