CN107470994B - 双半内圈三点角接触球轴承加工方法 - Google Patents

双半内圈三点角接触球轴承加工方法 Download PDF

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Abstract

双半内圈三点角接触球轴承加工方法，本发明属于轴承套圈机械加工领域，它是要提高双半内圈加工质量及效率，改善产品的成品合套率。加工方法：一、采用立轴数控双端面磨床精磨轴承半内圈的两个端面，控制同批次轴承半内圈的端面尺寸的相互差小于8μm；二、采用数控外圆磨床磨削轴承半内圈的外圆表面；三、采用数控内圆磨床精磨轴承半内圈的内径；四、按轴承半内圈的端面尺寸的相互差小于3μm分成一组，采用数控内圆磨床磨削轴承半内圈的沟道；五、采用数控沟道精研机精研沟道，按轴承半内圈的内圈沟径尺寸相互差小于3μm配成一对。本发明能够使套圈的加工精度及质量稳定性均有较大提升，且成品合套率大幅度提高，合套率由原来的70％提高到90％。

Description

双半内圈三点角接触球轴承加工方法
技术领域
本发明属于轴承套圈机械加工领域，具体涉及一种球轴承双半内圈的加工方法。
背景技术
某型航空发动机用三点角接触球轴承，轴承结构为内圈是双半内圈。随着航空领域的高速发展，对航空发动机主轴轴承的各项性能指标要求也不断提高，尤其对双半内圈三点角接触球轴承，其沟位置、沟曲率、接触角等各项精度要求均有提高。按现有加工工艺方法，双半内圈三点角接触球轴承的产品合格率较低且成品合套率低，无法满足生产进度要求。
发明内容
本发明的目的是要提高双半内圈加工质量及效率，改善产品的成品合套率，而提供双半内圈三点角接触球轴承加工方法。
本发明双半内圈三点角接触球轴承加工方法按以下步骤实现：
一、采用立轴数控双端面磨床，通过上磨头和下磨头同时对轴承半内圈的两个端面进行精磨，控制轴承半内圈端面的弯曲度小于2μm，控制同批次轴承半内圈的端面尺寸B的相互差小于8μm；
二、采用数控外圆磨床磨削轴承半内圈的外圆表面，控制同批次轴承半内圈的外圆直径d2的尺寸相互差小于12μm；
三、按要求的内径尺寸公差范围，采用数控内圆磨床精磨轴承半内圈的内径d，精磨后测量内径尺寸偏差，并将内径尺寸偏差标记在轴承半内圈的端面上；
四、按轴承半内圈的端面尺寸B的相互差小于3μm分成一组，采用数控内圆磨床磨削轴承半内圈的沟道；
五、采用数控沟道精研机，在精研机的输入界面输入沟曲率中心径dR、沟道曲率半径R、偏心量e、轴承半内圈的端面尺寸B，即确定了沟曲率中心位置，把计算得出的油石切入角α值，按设备油石夹角度刻度尺，手动将油石夹角调整到所需的切入角度α，即确定了油石摆动中心位置，进行精研沟道时，按轴承半内圈的压力点处的沟径尺寸de相互差小于3μm配成一对，加工完成后，每对轴承半内圈用塑料带系到一起，从而完成双半内圈三点角接触球轴承的加工。
本发明通过采用新型高精密数控设备，改进加工工艺方法，采用优质磨具，并通过提高定位基准精度(如平面弯曲度)，压缩工序间尺寸公差范围，如端面尺寸相互差B、内圈外圆尺寸公差，提高设备调整精度(如精确计算切入角α)，提高单个套圈的质量。磨削沟道前，先进行预合套，确定更准确的沟径尺寸等方法，使套圈的加工精度及质量稳定性均有较大提升，且成品合套率大幅度提高，合套率由原来的70％提高到90％，减少了库存及返修。
附图说明
图1为双半内圈的结构示意图，其中4代表钢球；
图2为三点角接触球轴承的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式双半内圈三点角接触球轴承加工方法按以下步骤实现：
一、采用立轴数控双端面磨床，通过上磨头和下磨头同时对轴承半内圈的两个端面进行精磨，控制轴承半内圈端面的弯曲度小于2μm，控制同批次轴承半内圈的端面尺寸B的相互差小于8μm；
二、采用数控外圆磨床磨削轴承半内圈的外圆表面，控制同批次轴承半内圈的外圆直径d2的尺寸相互差小于12μm；
三、按要求的内径尺寸公差范围，采用数控内圆磨床精磨轴承半内圈的内径d，精磨后测量内径尺寸偏差，并将内径尺寸偏差标记在轴承半内圈的端面上；
四、按轴承半内圈的端面尺寸B的相互差小于3μm分成一组，采用数控内圆磨床磨削轴承半内圈的沟道；
五、采用数控沟道精研机，在精研机的输入界面输入沟曲率中心径dR、沟道曲率半径R、偏心量e、轴承半内圈的端面尺寸B，即确定了沟曲率中心位置，把计算得出的油石切入角α值，按设备油石夹角度刻度尺，手动将油石夹角调整到所需的切入角度α，即确定了油石摆动中心位置，进行精研沟道时，按轴承半内圈的压力点处的沟径尺寸de相互差小于3μm配成一对，加工完成后，每对轴承半内圈用塑料带系到一起，从而完成双半内圈三点角接触球轴承的加工。
本实施方式由两个结构相同的轴承半内圈组成三点角接触球轴承的内圈。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一所述的立轴数控双端面磨床选用AC1200F立轴数控双端面磨床，磨具选用CBN150PV磨块。
本实施方式由多块CBN150PV磨块粘接成砂轮磨头。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤三数控内圆磨床选用SUU130B设备。
本实施方式SUU130B设备磨削砂轮轴向位置通过光栅尺检测控制，靠直线电机驱动，砂轮轴向位置精度可以达到0.001mm。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤三按轴承半内圈的内径d的相互差小于3μm分组。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤三精磨时选用泰丽莱89A180K5V111T3磨削砂轮。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤四采用数控内圆磨床磨削轴承半内圈的沟道，然后进行首件偏心量e检测，保证偏心量e的公差小于5μm，再磨削2～4件合格的轴承半内圈，然后送入装配间，选配已加工完成的外圈，依据钢球球差，按要求的径向游隙值进行预合，合套后检测接触角β，确定沟道订制尺寸，同时在要求的公差范围内调整沟曲率半径及偏心量值。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤五中所述的油石切入角α的计算公式如下：
其中R：沟曲率半径，dR：沟曲率中心径，d2：内圈外圆直径，d0：沟中心径，e：偏心量。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六不同的是采用三坐标仪GLOBALODC检测偏心量e。
本实施方式采用三坐标仪GLOBAL ODC对双半内圈的偏心量检测，探测误差可达1微米。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤五精研时选用CBN油石。
实施例：本实施例双半内圈三点角接触球轴承加工方法按以下步骤实施：
一、采用立轴数控双端面磨床，通过上磨头和下磨头同时对轴承半内圈的两个端面进行精磨，控制轴承半内圈端面的弯曲度为2μm，轴承半内圈的端面高度B为16.5mm；
二、采用数控外圆磨床磨削轴承半内圈的外圆表面，控制同批次轴承半内圈的外圆直径d2的尺寸相互差小于12μm，按轴承半内圈内径d的相互差为2～3μm进行分组；
三、按要求的内径尺寸公差范围，采用数控内圆磨床精磨轴承半内圈的内径d，精磨后测量内径尺寸偏差，并将内径尺寸偏差标记在轴承半内圈的端面上；
四、按轴承半内圈的端面尺寸B的相互差小于3μm分成一组，采用数控内圆磨床磨削轴承半内圈的沟道，磨削内圈沟道时，先加工首件，首件合格后，再磨削2件合格零件后，将其送入装配间，选配已加工完成的外圈，依据现存的钢球球差，按要求的径向游隙值进行预合，合套后检测接触角，确定沟道订制尺寸，同时在要求的公差范围内适当调整沟曲率半径及偏心量值，以保证最大的合套率；
五、采用数控沟道精研机，在精研机的输入界面输入沟曲率中心径dR、沟道曲率半径R、偏心量e、轴承半内圈的端面尺寸B，即确定了沟曲率中心位置(通过精研机程序完成)。把计算得出的油石切入角α值，按设备油石夹角度刻度尺，手动将油石夹角调整到所需的切入角度α，即确定了油石摆动中心位置。进行精研沟道时，按轴承半内圈的压力点处的沟径尺寸de相互差小于3μm配成一对，加工完成后，每对轴承半内圈用塑料带系到一起，从而完成双半内圈三点角接触球轴承的加工。
本实施例数控沟道精研机选用梯伦豪斯BS212K。
本实施例通过加工得到的内圈组装成的三点角接触球轴承的结构示意图如图2所示，其中1代表半内圈，2代表外圈，3代表保持架，4代表钢球。
通过本实施例的加工方法能够使成品的合套率大幅度提高，合套率达到90％。

Claims (9)

1.双半内圈三点角接触球轴承加工方法，其特征在于该方法是按下列步骤实现：
一、采用立轴数控双端面磨床，通过上磨头和下磨头同时对轴承半内圈的两个端面进行精磨，控制轴承半内圈端面的弯曲度小于2μm，控制同批次轴承半内圈的端面尺寸(B)的相互差小于8μm；
二、采用数控外圆磨床磨削轴承半内圈的外圆表面，控制同批次轴承半内圈的外圆直径(d2)的尺寸相互差小于12μm；
三、按要求的内径尺寸公差范围，采用数控内圆磨床精磨轴承半内圈的内径(d)，精磨后测量内径尺寸偏差，并将内径尺寸偏差标记在轴承半内圈的端面上；
四、按轴承半内圈的端面尺寸(B)的相互差小于3μm分成一组，采用数控内圆磨床磨削轴承半内圈的沟道；
五、采用数控沟道精研机，在精研机的输入界面输入沟曲率中心径(dR)、沟道曲率半径(R)、偏心量(e)、轴承半内圈的端面尺寸(B)，即确定了沟曲率中心位置，把计算得出的油石切入角(α)值，按设备油石夹角度刻度尺，手动将油石夹角调整到所需的切入角度(α)，即确定了油石摆动中心位置，进行精研沟道时，按轴承半内圈的压力点处的沟径尺寸(de)相互差小于3μm配成一对，加工完成后，每对轴承半内圈用塑料带系到一起，从而完成双半内圈三点角接触球轴承的加工。
2.根据权利要求1所述的双半内圈三点角接触球轴承加工方法，其特征在于步骤一所述的立轴数控双端面磨床选用AC1200F立轴数控双端面磨床，磨具选用CBN150PV磨块。
3.根据权利要求1所述的双半内圈三点角接触球轴承加工方法，其特征在于步骤三数控内圆磨床选用SUU130B设备。
4.根据权利要求1所述的双半内圈三点角接触球轴承加工方法，其特征在于步骤三按轴承半内圈的内径(d)的相互差小于3μm分组。
5.根据权利要求1所述的双半内圈三点角接触球轴承加工方法，其特征在于步骤三精磨时选用泰丽莱89A180K5V111T3磨削砂轮。
6.根据权利要求1所述的双半内圈三点角接触球轴承加工方法，其特征在于步骤四采用数控内圆磨床磨削轴承半内圈的沟道，然后进行首件偏心量(e)检测，保证偏心量(e)的公差小于5μm，再磨削2～4件合格的轴承半内圈，然后送入装配间，选配已加工完成的外圈，依据钢球球差，按要求的径向游隙值进行预合，合套后检测接触角(β)，确定沟道订制尺寸，同时在要求的公差范围内调整沟曲率半径及偏心量值。
7.根据权利要求1所述的双半内圈三点角接触球轴承加工方法，其特征在于步骤五中所述的油石切入角(α)的计算公式如下：
其中R：沟曲率半径，dR：沟曲率中心径，d2：内圈外圆直径，d0：沟中心径，e：偏心量。
8.根据权利要求6所述的双半内圈三点角接触球轴承加工方法，其特征在于采用三坐标仪GLOBAL ODC检测偏心量(e)。
9.根据权利要求1所述的双半内圈三点角接触球轴承加工方法，其特征在于步骤五精研时选用CBN油石。
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