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E7914K圆锥滚子轴承工艺分析
2012-11-9  来源:  作者:瓦房店远东轴承集团 贾剑

      E7914K轴承设计要求在轴向载荷6801.2N、径向载荷17453.8N下,工作转速为2896rPmin,工作寿命1200h以上,且内外圈滚道凸度要求为+2~+6um。为保证产品的特殊使用要求,需要提高一个精度等级,即达到P5(D级)精度。圆锥滚子轴承E7914K自设计定型后已3次小批量生产,工艺状况基本稳定,产品质量比较理想,但与国外样品比较尚存一定的差距。

 

      1     加工工艺

 

      产品加工采取3次磨削,工艺过程如下。

     

      外圈:粗磨平面-粗磨外径-粗磨滚道-附加回火-细磨平面-精研平面-细磨外径-细磨滚道-精磨外径-精磨滚道-100%酸洗探伤-滚道超精-退磁清洗。

     

      内圈:粗磨平面-粗磨滚道-粗磨挡边-粗磨内径-附加回火-细磨平面-精研平面-细磨滚道-细磨挡边-细磨内径-精磨滚道-精磨内径-100%酸洗探伤-滚道、挡边超精-退磁清洗。

 

      滚道凸度加工在精磨工序实现。精磨内滚道在3ME2116上进行,调整修整器角度将砂轮修整成双曲线凹面,成形磨削;外滚道精磨在M2120磨床上加工,需要在砂轮轴座下加放垫片,以形成滚道的凸度。在直线度检测仪上测绘出首件产品凸度图形,精确测量出凸度值,符合要求后方可正常加工。

 

      滚道沿用现有M8861F、M8862F手动式砂纸超精,表面粗糙度正常值在0.15~0.20Lm,且无法实现凸度加工。为降低表面粗糙度值,要延长超精时间,增加油石压击次数,但又不能过度以免破坏滚道凸度及素线微观形状。

 

      2     产品加工精度对比

 

      按照P5级标准,在上述工艺过程下加工出的产品各项技术参数要求、检测结果及其与国外样品的各项检测数据对比见表1。该样件已经在标准载荷下正常运转1200h,滚道表面完好无损。

 

1

 

      从表1的检测数据可以看出,虽然内圈和外圈滚道的各项值均达到标准要求,但与国外产品相比尚有一定差距。

 

      (1)平面平行差

 

      从对比中可以看到,国外样件的平行差仅为0.5um,测量时灵敏的千分表针微动不很明显。虽然平面磨加工后精研,平行差在3um以内,在国内轴承行业中已处于领先地位,但同国外对比,我们在轴承套圈平面精加工设备及工艺方面与国外还有一定的差距。

 

      (2)滚道表面粗糙度

      滚道表面粗糙度大,在使用过程中会产生噪声,影响轴承的使用寿命。E7914K内、外圈滚道表面粗糙度没有达到P5级标准要求,主要是受设备条件限制,这种老式的超精方式与数控超精机相比,粗糙度值随机性大且稳定性差,超精效果不理想。

 

      (3)回转灵活性

 

      我厂标准规定在不影响回转的情况下,窜动量尽可能小,以防止轴承产生大的噪声。用手正反两个方向转动,滚动体相对于固定套圈应能旋转一周以上并不得有被夹住现象。在惯性力作用下,对滚子轴承允许有骤停现象。E7914K的窜动量平均0.3mm,回转3~5转,按照国内标准合格。但国外样件窜动量平均1.3mm,回转10转以上,非常灵活。

 

      (4)清洁度和材质

 

      在最终检验时,E7914K轴承滚道表面就已出现旋转划痕和油污,表面质量远不如已工作1200h的国外样件。这说明我厂产品在加工的各个环节都没有完全清洁干净,空气中的粉尘含量高,清洗油中有污物,作业现场未严格达到清洁标准,管理、环境和质量意识均有差距。

 

      将轴承滚道表面的污物清除以后,还有污物留下的划痕,而国外样件则没有这种现象。只有材质质量不同才可能出现这种情形,这也说明我国的轴承钢在冶炼、杂质含量等方面均与国外先进水平存在差距。

 

      3     结束语

 

      (1)加工高精度轴承套圈时,除对滚道的几何精度严格控制外,还要对平面的平行差、滚道表面粗糙度给予重视,平面是套圈后续加工中的定位基准,是加工中的关键。平面平行差越小,后续加工的各种参数越易于保证。此外,还需提高平面精加工工艺装备精度。

 

      (2)国内已经有专业轴承滚道磨加工数控机床、滚道凸度数控超精机,通过CNC编程,表面粗糙度值可以控制在0.08Lm以内,凸度曲线也将随粗糙度的改善而变得光滑理想。

 

      (3)保持架组件收缩后窜动量的大小可以通过调整压力机冲锤高度来保证,但是窜动量与回转转数之间的关系,以及回转灵活性标准还需要作进一步地探讨与研究。

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