孔祥君，姚桂紅

（1.哈爾濱哈軸精密軸承制造有限公司，黑龍江 哈爾濱150036; 2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 熱處理分廠，黑龍江 哈爾濱150036）

雙列深溝球軸承加工質(zhì)量分析

孔祥君1，姚桂紅2

（1.哈爾濱哈軸精密軸承制造有限公司，黑龍江 哈爾濱150036; 2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 熱處理分廠，黑龍江 哈爾濱150036）

磨削雙列深溝球軸承溝道的砂輪可通過金剛筆或金剛石滾輪進(jìn)行修整。在分析對比了兩種修整方法及對雙列深溝球軸承加工質(zhì)量的影響后，得出金剛石滾輪優(yōu)于金剛石筆的結(jié)論。同時，分析了套圈溝道加工質(zhì)量對成品軸承質(zhì)量的影響。

雙列深溝球軸承；金剛石筆；金剛石滾輪；一次定位磨削

1 前言

眾所周知，軸承套圈溝道質(zhì)量的好壞對成品軸承的旋轉(zhuǎn)精度、振動、噪音、游隙和軸承的壽命等特性有非常大的影響。雙列深溝球軸承套圈溝道與單列深溝球軸承相比，除了單個溝道有基本尺寸公差、形狀位置相互差等要求外，還增加了兩溝道相互之間尺寸公差、形狀和位置公差的要求，即：溝徑差、內(nèi)（外）圈一溝道對另一溝道的徑向跳動Kir（Ker）、端面跳動Sir（Ser）和溝間距離等技術(shù)要求。因此，雙列深溝球軸承與單列深溝球軸承相比，其溝道精度要求更高，更難加工，成品質(zhì)量更難控制。用常規(guī)的金剛筆修整砂輪的方式不能滿足套圈兩溝道相互間的尺寸公差、形狀位置公差及成品軸承質(zhì)量要求。

圖1 金剛石筆修整砂輪原理

2 金剛石筆和金剛石滾輪修整砂輪的工作原理

2.1 金剛石筆的修整原理

如圖1 所示，在修整砂輪前首先要把金剛石筆調(diào)整到砂輪的中間位置，然后調(diào)整好金剛石筆的回輪半徑R使其大、小等于被加工套圈的溝形半徑。開動砂輪使其高速旋轉(zhuǎn)，再開動金剛石筆修整器，使其左 右擺動，當(dāng)金剛石筆從左側(cè)的極限位置回輪到右側(cè)的極限位置就剛好完成一次修整，砂輪被修整成了所需要的溝道形狀。該修整器只能修整單溝形砂輪。

2.2 金剛石滾輪的修整原理

可以把金剛石滾輪做成與被加工套圈溝道形狀相同的成形刀具，把它裝在修整器上，修整砂輪時，砂輪逆時針旋轉(zhuǎn)，滾輪順時針旋轉(zhuǎn)，以切入的方式修整砂輪，雙溝形砂輪一次修整完成，見圖2 所示。

圖2 金剛石滾輪修整砂輪原理

圖3 內(nèi)圈兩溝道兩次定位加工時一溝道對另一溝道的徑向跳動

3 兩種修整與加工方法對比

3.1 修整方法對比

通過對比兩種修整砂輪原理，可以看出金剛筆修整砂輪時只能實(shí)現(xiàn)單溝形修整，而金剛石滾輪修整砂輪時，可實(shí)現(xiàn)雙溝形修整。

3.2 加工方法對比

用金剛石筆修整砂輪加工雙列深溝球軸承套圈時，一次只能加工一個溝道，另一個溝道需兩次定位加工；而用金剛石滾輪修整砂輪加工雙列深溝軸承套圈溝道時，可一次定位兩溝道同時加工，不僅生產(chǎn)效率高，而且兩溝道之間相對誤差很小，使得兩溝道的溝徑差、內(nèi)（外）圈溝道對另一溝道的徑向跳動Kir（Ker）、內(nèi)（外）圈溝道對另一溝道的端面跳動Sir（Ser）、溝間距等技術(shù)要求容易控制。

4 兩種修整方法加工質(zhì)量對比分析

4.1 兩溝道溝徑差對比分析

用金剛石筆修整砂輪，加工雙列深溝球軸承套圈溝道，由于兩溝道兩次定位加工，溝徑差的大小取決于加工單個溝道的散差，即取決于溝道設(shè)備的尺寸加工精度，對設(shè)備的精度要求很高，溝徑差不易控制。

用金剛石滾輪修整砂輪加工雙列深溝球軸承套圈溝道，是一次定位兩溝道同時磨削，兩溝道處于相同的加工狀態(tài)，兩溝道的徑向進(jìn)給量，進(jìn)給速度完全相同，溝徑差不取決于設(shè)備的加工精度，而取決于金剛石滾輪兩溝之間的溝徑差。如果存在誤差，可調(diào)整修整器的角度或床頭角度，所以即使不同套圈溝徑尺寸散差較大。但同一個套圈兩溝道間的溝徑差仍然不受影響。

4.2 一溝道對另一溝道徑向跳動Kir（Ker）的對比分析

用金剛石筆修整砂輪加工溝道如圖3 所示。兩溝道兩次定位，兩溝道壁厚的最大值點(diǎn)A1和A2不重合，形成一個α角。由于加工單個溝道具有隨機(jī)性，每個套圈α角度都不同，當(dāng)α在0～180°之間時，內(nèi)（外）圈溝道對另一溝道的徑向跳動Kir（Ker）隨a值增大而增大；當(dāng)α在180°～360°之間時，Kir（Ker）隨α值增大而減小，很難控制。必須提高單個溝道壁厚差Ki（Ke）才能減小內(nèi)（外）圈溝道對另一溝道的徑向跳動值Kir（Ker）。

用滾輪加工溝道如圖4 所示。因?yàn)閮蓽系酪淮味ㄎ患庸?，磨削時兩溝道處在同一砂輪的磨削狀態(tài)，形狀、振動的頻率、相位相同兩溝道壁厚最大值是A1和A2重合，所以內(nèi)（外）圈溝道對另一溝道的徑向跳動Kir（Ker）不受單個溝道壁厚Ki（Ke）的影響。

圖4 內(nèi)圈兩溝道一次定位加工時一溝道對另一溝道的徑向跳動

4.3 一溝道對另一溝道的端面跳動Sir（Ser）對比分析

用金剛石筆修整過的砂輪加工溝道時的端面跳動如圖5 所示。因?yàn)闇系?加工完成后，需要翻面加工溝道2，所以加工工件時，不僅要求兩次定位而且基準(zhǔn)端面也發(fā)生了變化，再受溝擺Si（Se）影響兩溝道中心線不平行，造成內(nèi)（外）圈道對另一溝道的端面跳動Sir（Ser）增大。

圖5 內(nèi)圈兩道溝二次定位加工時一溝道對一溝道的端面跳動

用滾輪修整砂輪加工兩溝道的端面跳動如圖6 所示。因?yàn)橐淮味ㄎ粌蓽系劳瑫r加工，基準(zhǔn)端不變，即便受溝擺Si（Se）影響，但是兩溝道中心線仍然保持平行，所以兩溝道的端面跳動Sir（Ser）不受影響。

圖6 內(nèi)圈兩溝道一次定位加工時一溝道對一溝道的端面跳動

4.4 溝間距對比分析

用金剛石筆修整砂輪加工溝道如圖7 所示。

圖7 溝間距與兩溝之間的關(guān)系

溝間距：K02=B-（a1+a2）。

式中：K02——溝間距;

a1——溝道1的溝位置;

a2——溝道2的溝位置;

B ——套圈寬度。

從公式中可以看出，溝間距隨溝道a1位置，溝道a2位置和溝道寬度的變化而變化，溝間距不易控制。

用滾輪加工溝道，因?yàn)橥粋€滾輪的溝間距是固定不變的，加工工件后每個套圈的溝間距都保持不變，不受兩溝位置的影響。

5 兩溝道加工質(zhì)量對成品軸承質(zhì)量的影響

5.1 兩溝徑差對成品軸承質(zhì)量的影響

雙列深溝球軸承合套時，為了避免鋼球混差，一套軸承只能用一個差的鋼球。由于一個套圈的兩個溝道的溝徑尺寸不同，合套后，同一套軸承的兩個溝道的徑向游隙也就不同，那么游隙小的溝道承受的徑向載荷較大；游隙大的溝道承受徑向載荷的較小，造成兩溝道受力不均，對軸承的壽命，可靠性有較大的影響。

5.2 一溝道對另一溝道的徑向跳動Kir（Ker）對成品軸承的影響

雙列深溝球軸承相當(dāng)于兩套單列深溝球軸承組合在一起。雙列軸承套圈的一個溝道對另溝道的徑跳Kir（Ker）即兩溝道壁厚差Ki（Ke）的最大點(diǎn)不重合，也就是說成品軸承的徑擺Kia（Kea）也不重合，因此對雙列深溝球軸承的旋轉(zhuǎn)精度有影響，那么配對軸承在配對前要測量單套軸承的Kia（Kea）徑擺的最大值點(diǎn)，配對時讓兩單套軸承的Kia（Kea）的最大值點(diǎn)重合，就是為了解決這一問題。

5.3 一溝道對另一溝道端面跳動Sir（Ser）對成品軸承質(zhì)量的影響。

內(nèi)（外）圈溝道對另一溝道的端跳Sir（Ser）不好，也就是說兩溝道中心線不平行，那么兩溝道在圓周上對應(yīng)的兩個點(diǎn)的溝間距也就不同，軸承旋轉(zhuǎn)時，徑向游隙和軸向游隙的大小是周期性變化的，影響軸承旋轉(zhuǎn)精度、振動和壽命。

5.4 溝間距對成品軸承徑向游隙和軸向游隙的影響

雖然雙列深溝球軸承設(shè)計時內(nèi)（外）圈的溝間距的公稱尺寸相同，但在實(shí)際加工時還是有誤差存在，因此內(nèi)、外圈溝間距也就有差值△（內(nèi)、外圈溝間距之差△）對軸承的徑向游隙和軸向游隙都有影響。

雙列深溝球軸承徑向游隙和軸向游隙與內(nèi)、外圈溝間距之差△的關(guān)系如下：

式中： Dw——鋼球直徑mm;

Rw——外圈溝曲率半徑;

RN——內(nèi)圈溝曲率半徑;

△ ——內(nèi)、外圈溝間距之差;

GR——徑向游隙;

Ga——軸向游隙;

t ——引進(jìn)參數(shù)， t=d1+2Ri-（D1-2R0）。

從公式（1）、（2）可以看出，當(dāng)（Rw+RNDw）和t不變時，徑向游隙和軸向游隙隨△值的變化而變化。由于△等于內(nèi)、外溝間距之差，所以溝間距的大小影響雙列深溝球軸承的徑向和軸向游隙，對成品軸承的質(zhì)量有影響。

6 結(jié)束語

通過用金剛石滾輪和金剛石筆修整砂輪加工雙列深溝球軸承套圈溝道的原理對比分析及對成品質(zhì)量的影響分析，說明了用金剛石滾輪修整砂輪加工雙列深溝球軸承套圈溝道能夠提高成品軸承的質(zhì)量。

（編輯：王立新）

Analysis on processing quality of double row deep groove ball bearing

Kong Xiangjun1,Yao Guihong2
（1. Harbin Hazhou Precision Bearing Manufacturing Co., Ltd., Harbin 150036,China; 2.Heat Treatment Sub-factory,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China )

The grinding wheel which grinding double row deep groove ball bearing raceway can be trimmed by the diamond pen or diamond wheel . After analyzing and comparing the two methods and the impact on the double row deep groove ball bearing processing quality, it is found that the diamond wheel was superior to the diamond pen . At the same time, the influence of the processing quality of the ring raceway on bearing products quality was analyzed.

double row deep groove ball bearings; diamond pen; diamond wheel; once positioned grinding

TH133.33+1

B

1672-4852（2014）04-0040-04

2014-08-13.

孔祥君（1962-），男， 工程師.