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圆柱滚子轴承外径车加工留量对磨加工的影响

发布时间:2018-12-06
崔佳
  摘 要:本文主要思考了圆柱滚子轴承外径车加工留量对磨加工的影响,对于其影响的各个方面和影响的关键点进行了分析和总结,希望能够为今后的加工带来参考。
  关键词:圆柱滚子轴承,外径,车加工,留量,磨加工
  前言
  在圆柱滚子轴承外径车加工的过程中,要重视留量问题,并明确留量对磨加工的影响,从影响的角度来判断今后的施工的目标和施工的方法,才能够不断提高施工效果。
  1、轴承外圈工艺分析
  机械加工工艺指以参考工艺流行进行操作,以特定方法对生产对象的尺寸、几何形状、性质与相对位置做改变,从而得到半成品或者半成品。工艺流程即工艺过程,与设备条件、产品数量、人工素质等因素关联。
  机械加工工艺的过程内容丰富,比如,原材料保存、毛坯制造、热处理零件等。工艺过程主要按照一定的顺序的工序进行。单件生产、大量生产、批量生产是主要的生产类型。
  1.1防外圈沟道边缘凸起方法
  调心球轴承的外沟道是球面,但是在A点处滚道凸起,这种凸起会影响调心球轴承的调心性能,甚至无法调心,并且有凸起这一侧在轴承转动时会对钢球产生摩擦阻力,使钢球磨损加快,降低使用寿命。
  产生这种现象的原因是砂轮厚度小及砂轮在沟边缘处消耗快。分厂调心轴承的外圈是采用切入磨床加工沟道,如3MZ1410SA。如果砂轮厚度小于外圈宽度,就会造成沟边磨不到,形成凸起。为了消除这一缺陷,可选择厚度大于外圈宽度1~1.5mm的砂轮。
  因为轴承外圈沟的边缘处十分锋利,再加之砂轮在过程中的消耗速度非常快,如果加工人员没有及时对其进行适当的调整,就很难保证整个外沟圈都能够受到均匀的磨削,其平面就很容易出现高低不平的现象,严重影响了产品质量。所以,为了更好的解决这一问题,加工人员可以适当对修整次数进行调整,并通过增加修整器的补偿量,以此来保证磨钝的砂轮也可以得到很多的修正。除此之外,由于粗磨与细磨的加工要求不同,在砂轮的粒度选择方面也存在着较大的差异。因此,加工人员一定要在最终确认磨削方式以后,选择出粒度合适的砂轮,从而避免调心球轴承外圈边缘发生凹凸不平的质量问题。
  1.2减少外沟球面位置误差的方法
  球面中心位置不可能完全与理论中心位置重合,或多或少会有些误差,这完全靠外圈宽度相互差的检测手段来控制外圈在M7675B双端面磨床上加工,相互差可以控制在很小的范围内(0.015mm以内)。外圈球面中心位置过去一直用位置样板进行测量,样板分最大极限尺寸和最小极限尺寸,当用球面位置样板最大极限位置的一面测量外沟道时,靠近样板的内侧有“光隙”,反之,外侧有“光隙”。这种测量完全靠目测,误差较大。为了减小误差,改用仪器测量,采用D923内径测量仪,测点高度一般为h=3mm(视倒角大小h越小越好),测量时两面测量,通过调整砂轮的进给位置,两面测量的结果越接近,则说明球面两面越对称,也就是说球面中心位置与理论中心位置接近重合,如果再考虑外圈宽度的相互差,基本上也可以把误差控制在0.015mm左右。通过改用仪器测量,球面中心位置的误差能控制在比较理想的范围内。
  1.3保证球面曲率半径的方法
  众所周知,调心球的轴承外圈沟道是一个圆弧形的球体表面,这种设计最根本的目的是为了保障轴承内圈合体能够对外圈产生较好的调心性,虽然这是一种基本的设计理论概念,但在实际的加工生产中,仍旧存在一定的误差。其中,对较差就是一种最常见的问题。大部分加工人员在对对角差进行测量时,通常都是采用了手枪表的测量方法,其主要的工作原理是,保持手枪表的不动,由外圈摆动测量,并将对角差严格控制在合理的范围内。与此同时,为了将误差控制在最小的技术要求标准内,必须保证球面曲率的一致性,每次在产品加工以前,充分做好砂轮的修整工作,尽可能保证在加工过程中不对砂轮修整器进行调整,以此来提高产品的加工效率与质量。
  2、圆柱滚子轴承车加工留量存在的问题
  通过长时间的实际生产调查跟踪,车加工留量偏大是普遍现象。這是因为短圆柱滚子轴承外径工序取消软磨后,外径细车执行单向加公差,而车工操作者加工时习惯按公差上限加工,虽然外径尺寸平均值控制在公差范围内,但也有外径直径变动量最大点超过工艺尺寸的问题,并且车工提交产品经热处理后。外径普遍正方向涨形,导致了产品外径磨量较大,基本在0.5-0.9mm,而无心磨床每次磨削量以不超过0.30mm为合理,留量过大,导致砂轮轴受磨削力作用后变形大,需要增加恢复砂轮轴弹性变形时间;此外磨削时间长,会使零件产生大量的热,从而使产品的尺寸和几何精度不易控制。以现在的留量需进行三次甚至更多遍的磨削加工,磨削次数增加不仅浪费工时,消耗人力物力,而且易产生废品,如烧伤、变形过大等。在延长生产周期的同时影响机床精度的稳定性。
  3、减少车加工留量的可行性分析
  3.1滚动轴承套圈一直采用GCrl5或GCrl5轴承钢,其钢材内部组织均匀性和质量均有保证,而且通过长时间的应用实践表明,套圈的变形量也相对稳定。
  3.2因为轴承套圈车加工均采用专业车床,并且采用调心夹爪装夹定位进行车削。这种夹具使零件受力均匀,弹性变形小。
  3.3随着技术的发展,热加工艺也有所改进,套圈进行热处理后变形量有所减小、稳定。
  3.4现有轴承工人操作技能和质量意识提高,产品质量精度较高。因此,考虑对车加工留量的影响因素,并结合工厂实际生产水平,减少车工留量的设计是可行的。
  准确可靠地检测留龟的变化情况,对NU300EM系列圆柱滚子轴承外径尺寸在热处理前后进行测量,做记录并进行分析。统计结果证实,现有产品热处理后均为正方向涨,而且在实际生产中采用单向公差加工。造成车加丁给磨加工留量增大。依据长期的实际生产情况和上述统计的热处理涨量,且为了使留量分散度趋于中间值,将单向加公差改为双向正负公差,压缩公差带,方便工人取中间尺寸加工,防止欠、过车。
  4、结果
  结果分析发现调整车工留量是可行的,而且此批300件NU318EM/01车加工件磨削外径工序仅出现1件漏黑皮件,占总数的0.033%,而且产品各项精度均能满足工艺要求。经过试验表明,因为留量减少,使原来外径磨削需经1次能完成的产品现在只进行两次磨削,外径便能达到工艺规定要求,杜绝了因留量过大而影响产品精度造成的不合格品,不仅缩短了生产周期,节约了人力物力,而且在保证产品精度同时提高了生产率。从广泛方面设想,如果将该试验结果推广到与NU318EM/01结构相同的一系列短圆柱滚子轴承的生产中,生产的经济效益相当可观。
  总之,科技的发展使得我国生产领域加工技术又所改进,但就机械加工而言,问题依然较为显著,需要提高加工工艺,从而得到更高精度的零件。所以,我们要不断的通过实验或实践分析加工工艺方法有哪些不足与需要改进的地方,最大限度的保证机械加工的精度值,提高应用能力。
  结束语
  综上所述,针对圆柱滚子轴承外径车加工留量问题,提高留量的效果,确保留量能够更加符合我们的要求,才能够确保施工不受影响,本文总结了圆柱滚子轴承外径车加工留量对磨加工的影响,可以为今后的加工提供借鉴。
  参考文献
  [1]陈晓光.机械加工工艺对加工精度影响的研究[J].赤子,2016,(5):208.
  [2]江敦清.浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].黑龙江科技信息,2016,(16):7.
  [3]陈连富.浅谈机械加工工艺对加工精度的影响[J].科技促进发展,2016,(2):126.
来源:《中国科技博览》2018年21期

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