带止动凸缘套圈端面磨削辅具的改进

刘振华，隋善勇,张玉英

(哈尔滨轴承集团公司，哈尔滨 150036)

1 概述

某型号(X-6XX)外圈端面带止动凸缘轴承的外圈结构如图1所示。该类轴承中，部分产品要求以A面做为加工基准和安装基准，因此，A面在热处理后需要进行精加工。X-6XX轴承的外形尺寸为：外径136 mm，内径123 mm，A，B两端面间套圈的高度为28 mm，要求A，B两端面的平行度控制在0.003 mm以下，平面度控制在0.002 mm以下。若采用双端面磨床在不使用磨削辅具的情况下不能直接加工A，B两面，因此，结合单轴高精度万能磨床及专用的磨削辅具解决了带有单独止动凸缘外圈的端面加工。其加工步骤为：首先在单轴高精度万能磨床M7120上精加工A面；接着使用专用磨削辅具，在平面磨床M7475B上粗磨B面，再在高精度双端面磨床AC-1200F上加工出B面。另外，若为薄壁轴承，在加工过程中还要利用夹具控制机床进给的挤压力，防止套圈产生变形。

图1 外圈结构

2 原磨削辅具

原磨削辅具结构如图2所示，将A面的止动凸缘放入带有槽口的圆环上，再套上圆套筒。使用原磨削辅具加工出的套圈端面平行度为0.007～0.01 mm，平面度为0.006～0.01 mm，未达到技术要求。需要在几种磨床之间反复进行修整，挑选出合格品后才能进行下一道工序的加工，加工方法费时耗力，成本高。存在问题的主要原因有：

图2 原磨削辅具结构

(1)圆环在担当底座时，自身承受压力后很可能发生挠曲变形，导致圆环的平行度在加工中发生变化，从而影响轴承套圈的加工平行度。

(2)圆套筒内壁与圆环和轴承外径面之间的间隙难以消除，导致使用该磨削辅具时，轴承平面与圆环平面发生滑动，在套筒内产生窜动，影响轴承端面的平行度。

(3)采用双端面的磨削方式，圆环端面和轴承套圈端面同时进行磨削，由于没有增加一个好的自旋结构和排屑结构，圆环的自身旋转和排屑不稳定、不均匀，圆环自身没有良好的尺寸消耗规律。

(4)对于宽度比较大的轴承，尤其是薄壁轴承，宽径比过大，挤压后弯曲变形量大。

3 改进后的磨削辅具

设计的新型磨削辅具结构如图3所示。采用倒T形结构，安装后的辅具重心下移，有利于磨削辅具在工作中的稳定性；在底座圆柱面与套圈的内径面之间增加了2组(4只)同心的Z形胀紧套，通过旋入螺旋压板，将Z形胀紧套胀紧，胀紧套在圆柱面的圆周方向起作用，使轴承外圈内径面与底座圆柱面之间紧密作用，具有抗挠曲变形的能力，从而改善加工平面的质量；底座底面上增加了螺旋形排屑槽，有利于排屑和辅具自旋，也有利于改善磨削中底座的受力结构，使端面磨削受力更加均匀。

1—倒T形底座；2—底座台阶；3—套圈；4—螺旋盖板；5—Z形胀紧套；6—豁口

辅具的加工要保证各尺寸精度，保证辅具在安装和使用过程中的统一，严格控制底座圆柱面与底面的垂直度、底面与底座台阶的平行度以及底座螺纹与底面的垂直度和圆柱面的同轴度等。

采用原辅具和改进后辅具加工套圈端面的数据对比如表1所示。数据中时间为单件加工的平均用时，平行度及平面度的数值为20个/批次中散差值的上、下限。

表1 采用新、原辅具加工套圈的数据对比

由表1可知，采用原辅具加工的部分产品超差，需要单独进行一次人工修研，费时费力；改进后辅具的单件准备时间稍长，但加工精度和效率高。

4 结束语

改进后的辅具可以将薄壁套圈安装固定在一个起到支承作用和抗变形作用的底座上，将套圈的形变受力转嫁到辅具上，也相当于增加了轴承的壁厚，从而在机床加工中可以抵抗更大的挠曲变形力。实践证明，改进后的辅具完全能够保证产品加工质量，且有效提高了加工精度和效率。