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      E7914K軸承設(shè)計(jì)要求在軸向載荷6801.2N、徑向載荷17453.8N下,工作轉(zhuǎn)速為2896rPmin,工作壽命1200h以上,且內(nèi)外圈滾道凸度要求為+2~+6um。為保證產(chǎn)品的特殊使用要求,需要提高一個(gè)精度等級(jí),即達(dá)到P5(D級(jí))精度。圓錐滾子軸承E7914K自設(shè)計(jì)定型后已3次小批量生產(chǎn),工藝狀況基本穩(wěn)定,產(chǎn)品質(zhì)量比較理想,但與國外樣品比較尚存一定的差距。

      1     加工工藝

      產(chǎn)品加工采取3次磨削,工藝過程如下。

      外圈:粗磨平面-粗磨外徑-粗磨滾道-附加回火-細(xì)磨平面-精研平面-細(xì)磨外徑-細(xì)磨滾道-精磨外徑-精磨滾道-100%酸洗探傷-滾道超精-退磁清洗。

      內(nèi)圈:粗磨平面-粗磨滾道-粗磨擋邊-粗磨內(nèi)徑-附加回火-細(xì)磨平面-精研平面-細(xì)磨滾道-細(xì)磨擋邊-細(xì)磨內(nèi)徑-精磨滾道-精磨內(nèi)徑-100%酸洗探傷-滾道、擋邊超精-退磁清洗。

      滾道凸度加工在精磨工序?qū)崿F(xiàn)。精磨內(nèi)滾道在3ME2116上進(jìn)行,調(diào)整修整器角度將砂輪修整成雙曲線凹面,成形磨削;外滾道精磨在M2120磨床上加工,需要在砂輪軸座下加放墊片,以形成滾道的凸度。在直線度檢測(cè)儀上測(cè)繪出首件產(chǎn)品凸度圖形,精確測(cè)量出凸度值,符合要求后方可正常加工。

      滾道沿用現(xiàn)有M8861F、M8862F手動(dòng)式砂紙超精,表面粗糙度正常值在0.15~0.20Lm,且無法實(shí)現(xiàn)凸度加工。為降低表面粗糙度值,要延長(zhǎng)超精時(shí)間,增加油石壓擊次數(shù),但又不能過度以免破壞滾道凸度及素線微觀形狀。

      2     產(chǎn)品加工精度對(duì)比

      按照P5級(jí)標(biāo)準(zhǔn),在上述工藝過程下加工出的產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)要求、檢測(cè)結(jié)果及其與國外樣品的各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比見表1。該樣件已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)載荷下正常運(yùn)轉(zhuǎn)1200h,滾道表面完好無損。

      從表1的檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出,雖然內(nèi)圈和外圈滾道的各項(xiàng)值均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,但與國外產(chǎn)品相比尚有一定差距。

      (1)平面平行差

      從對(duì)比中可以看到,國外樣件的平行差僅為0.5um,測(cè)量時(shí)靈敏的千分表針微動(dòng)不很明顯。雖然平面磨加工后精研,平行差在3um以內(nèi),在國內(nèi)軸承行業(yè)中已處于領(lǐng)先地位,但同國外對(duì)比,我們?cè)谳S承套圈平面精加工設(shè)備及工藝方面與國外還有一定的差距。

      (2)滾道表面粗糙度

      滾道表面粗糙度大,在使用過程中會(huì)產(chǎn)生噪聲,影響軸承的使用壽命。E7914K內(nèi)、外圈滾道表面粗糙度沒有達(dá)到P5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求,主要是受設(shè)備條件限制,這種老式的超精方式與數(shù)控超精機(jī)相比,粗糙度值隨機(jī)性大且穩(wěn)定性差,超精效果不理想。

      (3)回轉(zhuǎn)靈活性

      我廠標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在不影響回轉(zhuǎn)的情況下,竄動(dòng)量盡可能小,以防止軸承產(chǎn)生大的噪聲。用手正反兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),滾動(dòng)體相對(duì)于固定套圈應(yīng)能旋轉(zhuǎn)一周以上并不得有被夾住現(xiàn)象。在慣性力作用下,對(duì)滾子軸承允許有驟停現(xiàn)象。E7914K的竄動(dòng)量平均0.3mm,回轉(zhuǎn)3~5轉(zhuǎn),按照國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)合格。但國外樣件竄動(dòng)量平均1.3mm,回轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)以上,非常靈活。

      (4)清潔度和材質(zhì)

      在最終檢驗(yàn)時(shí),E7914K軸承滾道表面就已出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)劃痕和油污,表面質(zhì)量遠(yuǎn)不如已工作1200h的國外樣件。這說明我廠產(chǎn)品在加工的各個(gè)環(huán)節(jié)都沒有完全清潔干凈,空氣中的粉塵含量高,清洗油中有污物,作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)未嚴(yán)格達(dá)到清潔標(biāo)準(zhǔn),管理、環(huán)境和質(zhì)量意識(shí)均有差距。

      將軸承滾道表面的污物清除以后,還有污物留下的劃痕,而國外樣件則沒有這種現(xiàn)象。只有材質(zhì)質(zhì)量不同才可能出現(xiàn)這種情形,這也說明我國的軸承鋼在冶煉、雜質(zhì)含量等方面均與國外先進(jìn)水平存在差距。

      3     結(jié)束語

      (1)加工高精度軸承套圈時(shí),除對(duì)滾道的幾何精度嚴(yán)格控制外,還要對(duì)平面的平行差、滾道表面粗糙度給予重視,平面是套圈后續(xù)加工中的定位基準(zhǔn),是加工中的關(guān)鍵。平面平行差越小,后續(xù)加工的各種參數(shù)越易于保證。此外,還需提高平面精加工工藝裝備精度。

      (2)國內(nèi)已經(jīng)有專業(yè)軸承滾道磨加工數(shù)控機(jī)床、滾道凸度數(shù)控超精機(jī),通過CNC編程,表面粗糙度值可以控制在0.08Lm以內(nèi),凸度曲線也將隨粗糙度的改善而變得光滑理想。

      (3)保持架組件收縮后竄動(dòng)量的大小可以通過調(diào)整壓力機(jī)沖錘高度來保證,但是竄動(dòng)量與回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系,以及回轉(zhuǎn)靈活性標(biāo)準(zhǔn)還需要作進(jìn)一步地探討與研究。