薄壁轴承内圈沟道的逃逸磨削方法

王长峰

(洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

轴承套圈磨削有多种方法，但对于薄壁套圈却一直没有寻求到有效的解决方案。这是由于薄壁套圈刚度太低，无论夹持还是加工，略微施加载荷都容易导致变形，难以保证工艺要求的尺寸与形位精度，因此薄壁套圈的磨削加工始终是轴承制造中的一个难点。

1 常用磨削方法

对于薄壁内圈沟道，常用磨削方法有“支径磨沟”(支承内径磨削内沟)、“支沟磨沟”(支承内沟磨削内沟)和“支边磨沟”(支承挡边磨削内沟)等。以“支径磨沟”为例，其磨削原理如图1所示。磨削中内径的加工误差会复映到内沟上；前、后支承使工件中心与砂轮中心基本上处于同一水平面上，工件直接承受砂轮进给的切削力。当进给量过大，超过工件的变形抗力时，导致工件产生变形，造成工件尺寸、圆度等精度很难控制。实际加工中，要求操作工具有很高的技能水平和丰富的实践经验，一般需以1 μm的微进给量反复进给磨削，若一次进给量过大，就有可能造成废品，而且加工效率很低，以内径约100 mm的内圈为例，班产只有10件左右。

图1 支径磨沟原理示意图

2 逃逸磨削法

经过多次试验，摸索出一种特别适用于薄壁内圈沟道加工的“逃逸磨削法”——即在砂轮进给量大时，工件受到挤压变形时能够自动 “逃逸”，不仅可确保加工精度，而且还能显著提高加工效率。

逃逸磨削法的关键是将工件支承设置成1个内支承结合1个外支承的联合成角支承，如图2所示。前支承为内支承，偏心处于第1象限，支承角α=15°～20°，偏心量e=0.15～0.30 mm(取此范围时，工件的壁厚差精度较高)。(2)后支承为外支承，偏心处于第4象限，两支承夹角β=30°～45°。

图2 逃逸磨削法原理示意图

逃逸磨削法工作原理：当砂轮进给磨削工件时，若切削力超过电磁无心夹具的夹持力，工件将脱离第4象限的外支承，避免砂轮挤压而造成变形，仍保持原形状。随着磨削至一定尺寸，工件又回落至外支承进行正常磨削。如此重复，直至磨削到所要求的尺寸。

3 改进效果

采用逃逸磨削法，由于工件在磨削中能够自动“逃逸”避免变形的影响，因此能够达到很高的加工精度，废品率大幅降低。又由于不用考虑砂轮进给量过大的问题，不仅一般操作人员即能完成，而且同样的工件，班产由过去的10件提高到50件左右，加工效率提高约5倍。目前，这一磨削方法已在2种材料(不锈轴承钢9Cr18和高碳铬轴承钢GCr15)多个产品(包括薄壁轴承外圈的“支沟磨径”)中得到验证和推广，效果十分明显，很好地解决了薄壁轴承套圈难以加工这一问题。