專利名稱：組配角接觸球軸承凸出量的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸承的加工技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種組配角接觸球軸承凸出量的加工方法。
背景技術(shù)：
角接觸球軸承能同時(shí)承受徑向和軸向的聯(lián)合負(fù)荷，同時(shí)也可以承受純軸向負(fù)荷，且可以在較高轉(zhuǎn)速下工作。所以，在機(jī)床主軸、電主軸等要求高精度、高轉(zhuǎn)速等場(chǎng)合有著廣泛的用途。為提高軸承的承載能力、剛度及旋轉(zhuǎn)精度、角接觸球軸承通常采用兩個(gè)或多個(gè)軸承組配使用，且軸承在工作時(shí)一般要施加一定的預(yù)載荷。公知的生產(chǎn)雙聯(lián)配置的角接觸球軸承配置形式有背靠背(DB型)、面對(duì)面(DF型)以及串聯(lián)(DT型)三種。如圖1-3所示背靠背(DB型)為對(duì)稱安裝，能承受徑向載荷，兩個(gè)方向的軸向載荷，較大的傾覆力矩，兩套軸承的接觸角可以不同；面對(duì)面(DF型)對(duì)稱安裝，能承受徑向載荷兩個(gè)方向的軸向載荷，傾覆力矩的能力較差；串聯(lián)(DT型)為兩套軸承相同；同相排列，能承受徑向載荷，一個(gè)方向較大的軸向載荷，兩套軸承的接觸角必須完全相同。
組配角接觸球軸承所能承載的預(yù)載荷大小是由單個(gè)組配軸承的凸出量所決定的。單套軸承凸出量即指軸承預(yù)載荷作用在同一端面處，一個(gè)套圈非基準(zhǔn)端面相對(duì)于另一個(gè)套圈基準(zhǔn)端面的相對(duì)位置大小，凸出時(shí)，凸出量為“+”值，凹進(jìn)時(shí)凸出量為“-”值。如圖4所示，(單套角接觸球軸承的凸出量示意圖)，圖中a、b分別表示在載荷Fa作用下軸承兩端的凸出量(圖示a＞0、b＜0)。對(duì)雙聯(lián)組配軸承，如果是定向組配背靠背配置時(shí)，兩軸承a1+a2≤0；面對(duì)面時(shí)，應(yīng)有b1+b2≥0；若兩軸承串聯(lián)，則a1+b2≤0或a1+b1≤0；如果是萬能組配方式(即兩單套軸承可以以背靠背或面對(duì)面任一方式任意組配而得到恒定的預(yù)載荷，也可以任意串聯(lián)配置而得到恒定的預(yù)載荷，也可以任意串聯(lián)配置而得到一定的預(yù)載荷)則要求單套萬能組配軸承的兩端凸出量a≤0、b≤0。
目前，國(guó)內(nèi)對(duì)組配角接觸球軸承凸出量配對(duì)加工方法有以下三種第一種方法是把軸承全部組裝成成品，然后進(jìn)行凸出量測(cè)量、數(shù)據(jù)記錄，最后進(jìn)行單機(jī)凸出量修配。這種方法存在生產(chǎn)效率低、成品精度低的缺陷，由于是成品修端面，在修之前，盡管采取在溝道間涂滿油脂的方法來盡量防止軸承相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)及砂輪磨屑進(jìn)入溝道而造成溝道表面質(zhì)量下降，盡管如此，但仍存在軸承組配后，滾道表面質(zhì)量劣化嚴(yán)重，以及由此帶來的軸承旋轉(zhuǎn)精度和使用壽命下降等問題。另外，修好凸出量的產(chǎn)品還需用汽油單套清洗后，進(jìn)行第二次測(cè)量，此方法，既易造成軸承質(zhì)量下降以及成品修端面時(shí)造成廢品，又造成油脂和汽油等的浪費(fèi)及重復(fù)勞動(dòng)等問題，因此不適應(yīng)批量性組配角接觸球軸承的生產(chǎn)。
第二種方法是把軸承的一半組裝成成品并進(jìn)行編號(hào)、測(cè)凸出量、數(shù)據(jù)記錄，并依據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出凸出量分布圖，根據(jù)分布狀態(tài)計(jì)算出修磨量并修磨另一半軸承相關(guān)零件，組裝成成品并進(jìn)行凸出量測(cè)量后，與前一半軸承進(jìn)行組配。這種加工方法雖生產(chǎn)效率較第一種有所提高，但修磨的一半修磨量大，有時(shí)甚至超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，而軸承組配率仍在60-70％左右，組配不上的軸承還需要單機(jī)修配。單機(jī)修配的軸承與上述第一種方法相同，同樣存在滾道表面質(zhì)量劣化、旋轉(zhuǎn)精度和使用壽命下降以及產(chǎn)生修磨廢品、物資耗費(fèi)大等問題。該法適用于小批量配對(duì)軸承的生產(chǎn)。
第三種加工方法是把軸承全部組裝成半成品，即在未裝滿滾動(dòng)體前測(cè)量出凸出量值，還原成零件，經(jīng)計(jì)算后進(jìn)行凸出量修磨，再完成成品組裝，凸出量測(cè)量等組配工作。這種加工方法存在生產(chǎn)效率較低、生產(chǎn)組織繁瑣，只適用于高精度，實(shí)驗(yàn)性產(chǎn)品配對(duì)軸承的生產(chǎn)。
由此可見，上述三種方法均存在一定局限性，整體效率普遍較低，配對(duì)過程復(fù)雜繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)難點(diǎn)，提出一種組配角接觸球軸承凸出量的加工方法，該方法充分考慮了各參數(shù)加工誤差對(duì)凸出量的影響，從而有效提高了組配角接觸球軸承的一次性配對(duì)率，提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品精度，降低廢品率及生產(chǎn)成本。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是計(jì)算出整批單套軸承零件裝配前應(yīng)預(yù)修的凸出量；裝配前增加相應(yīng)零件的平面高度尺寸修磨工序，并在平面機(jī)床試修部分零件；將試修零件裝配，測(cè)量凸出量，根據(jù)試修零件凸出量分布情況，對(duì)修磨數(shù)量數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并在平面機(jī)床修磨剩余全部零件。
本發(fā)明對(duì)零件裝配前應(yīng)修的凸出量計(jì)算是根據(jù)下式計(jì)算的把構(gòu)成組配球軸承單套軸承的凸出量設(shè)定為δ，即δ=C-ai-ae+1/24g(Ri+Re-Dw-g2)+δ1]]>式中C為外圈寬度，ai為內(nèi)圈溝位置尺寸，ae為外圈溝位置尺寸，g為軸承徑向游隙，Ri為內(nèi)圈溝道曲率半徑，Re為外圈溝道曲率半徑，Dw為鋼球直徑，δ1為軸承施加預(yù)負(fù)荷后產(chǎn)生軸向預(yù)變形量。
由上式可以看出軸承參數(shù)C、ai、ae、g、Ri、Re、Dw的加工誤差均使凸出量產(chǎn)生變化，分別對(duì)各參數(shù)求偏導(dǎo)，以確定各參數(shù)對(duì)凸出量的影響程度。
Эδ/ЭC＝1Эδ/Эai＝1Эδ/Эae＝-1 =0.274]]> =0.592]]> =-0.592]]>Δδ＝ΔC-Δai-Δae+0.274Δg+0.592ΔRi+0.592ΔRe-0.592ΔDw因此，從上式可知，套圈寬度和內(nèi)、外圈溝位置的加工誤差對(duì)凸出量的影響最大，影響系數(shù)為100％，內(nèi)、外圈溝道半徑和鋼球直徑次之，為59.29％，而徑向配套游隙的誤差對(duì)凸出量的影響系數(shù)最小為27.4％，且ai、ae、Dw的加工誤差對(duì)凸出量的影響是減方向的，即ai、ae、Dw加工成正偏差時(shí)，則軸承凸出量減小，而C、g、Ri、Re的加工誤差對(duì)凸出量的影響是加方向的，即C、g、Ri、Re加工成正偏差時(shí)，則軸承凸出量增大。
ai、ae的加工公差對(duì)凸出量的影響系數(shù)為100％，但在生產(chǎn)中由于ai、ae的加工公差只能定性的用樣板控制而不能定量的測(cè)出，或能定量的測(cè)出，但現(xiàn)有加工設(shè)備能力有限，同時(shí)由于加工測(cè)量誤差和標(biāo)準(zhǔn)件、樣板的傳遞誤差，測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生不可預(yù)測(cè)的變化，因此ai、ae的加工公差的控制較難，且達(dá)不到比較有效的結(jié)果，因此較難控制。
Ri、Re的加工公差對(duì)凸出量有一定的影響，在生產(chǎn)中只能定性的對(duì)其控制而不能定量的測(cè)出，同時(shí)由于加工設(shè)備能力和標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)的加工及管理等成本方面的原因，不宜隨意更改其大小，因此不宜控制。
軸承徑向游隙及鋼球公差都是通過選配來實(shí)現(xiàn)的，為了保證軸承所具有的接觸角和用戶使用軸承的方便，不能對(duì)其進(jìn)行改變，因此不宜調(diào)整。
軸承寬度的加工偏差對(duì)凸出量的影響系數(shù)為100％，且在加工中易于修磨和定量控制。
從以上分析情況來看，軸承寬度B或C的加工偏差既容易控制又對(duì)凸出量產(chǎn)生較大影響，所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)控制，使單套軸承的凸出量總體分布趨于一個(gè)合理的位置上。
本發(fā)明通過對(duì)組配角接觸球軸承凸出量的加工方法的改進(jìn)，有效地提高了產(chǎn)品單批一次性凸出量配對(duì)率，一次性配對(duì)率提高到96％以上，配對(duì)效率提高了2倍以上，同時(shí)也減少了由于單機(jī)修配而產(chǎn)生的廢品，以及諸多由此帶來的如清洗、精度、軸承壽命下降和重復(fù)測(cè)量的可靠性等問題，滿足了用戶的要求。本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于雙聯(lián)配置角接觸球軸承，對(duì)定向組配的三聯(lián)、四聯(lián)等多聯(lián)配置角接觸球軸承亦有參考價(jià)值。


附圖1-3為現(xiàn)有雙聯(lián)配置的角接觸球軸承配置形式示意圖。
附圖4為本發(fā)明凸出量示意圖。
圖中，C、為外圈寬度，ai、為內(nèi)圈溝位置尺寸，ae、為外圈溝位置尺寸，g、為軸承徑向游隙，Ri、為內(nèi)圈溝道曲率半徑，Re、為外圈溝道曲率半徑，Dw、為鋼球直徑，δ1、為軸承施加預(yù)負(fù)荷后產(chǎn)生軸向預(yù)變形量。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本實(shí)施例為成對(duì)背對(duì)背角接觸球軸承配置安裝形式，以(7004AC/DB為例)，其凸出量配對(duì)步驟如下
1、計(jì)算內(nèi)套非基準(zhǔn)端面對(duì)外套基準(zhǔn)端面的凸出量δ根據(jù)公式δ=δ0+δ1]]>=C-ai-ae+1/24g(Ri+Re-Dw)-g2+δ1]]>將7004AC的參數(shù)代入上式有δ=12-6-6.05+1/24×0.075(2.98+2.98-5.5562)0.0752+δ1]]>=0.12+δ1]]>又δ1=4.36×10-4.3Fa2/(Z2×Sin2α×Dw)/Sinα]]> =0.005]]>∴凸出量δ＝0.12+0.005＝0.1252、試修200件，(修內(nèi)套非基準(zhǔn)端面)尺寸按12-0.12-0.13加工，檢驗(yàn)。
3、將試修部分套圈合套，裝配測(cè)凸出量，同時(shí)記錄凸出量數(shù)值。
4、分析試修后產(chǎn)品凸出量分布情況，本批凸出量有40％偏向“減”方向，故對(duì)剩余待修零件修磨尺寸作一調(diào)整，尺寸按12-0.11-0.12控制。
5、軸承裝配，凸出量配對(duì)。
注本批凸出量配對(duì)成功率達(dá)98％。
實(shí)施例2本實(shí)施例為成對(duì)面對(duì)面角接觸球軸承配置安裝形式，以(7004AC/DF為例)，其凸出量配對(duì)步驟如下1、計(jì)算外套非基準(zhǔn)端面對(duì)內(nèi)套基準(zhǔn)端面的凸出量δ因?yàn)閱翁?004AC軸承與實(shí)例1完全一樣，只是配對(duì)形式不同，其凸出量計(jì)算同實(shí)施例1(計(jì)算略)。
2、試修100件，(修外套非基準(zhǔn)端面)尺寸按12-0.11-0.12修磨，檢驗(yàn)。
3、將試修部分套圈合套、裝配，測(cè)凸出量，同時(shí)記錄凸出量數(shù)值。
4、分析試修后產(chǎn)品凸出量數(shù)值及分布情況，本批有20％凸出量偏向“加”方向，故對(duì)余下待修外套修磨尺寸調(diào)整為11.89±0.005。
5、軸承裝配，凸出量配對(duì)。
注本批凸出量配對(duì)成功率達(dá)99％。
實(shí)施例3本實(shí)施例為成對(duì)串聯(lián)角接觸球軸承配置安裝形式，以(7004AC/DT為例)，其凸出量配對(duì)步驟如下1、本型號(hào)與實(shí)施例1、2完全一樣，只是配對(duì)形式不同，其凸出量計(jì)算略(同實(shí)施例1的計(jì)算)2、根據(jù)其特有的配對(duì)形式，我們希望其凸出量δ近可能接近零，達(dá)到“萬能配對(duì)”效果。因此試修800件，其中內(nèi)外套圈各400件，均修非基準(zhǔn)端面，尺寸按12-0.09-0.10控制。
3、將試修部分套圈合套、裝配，測(cè)凸出量，同時(shí)記錄凸出量數(shù)值。
4、分析試修后產(chǎn)品凸出量數(shù)值及分布情況，本批凸出量均在零附近，符合理想狀態(tài)。故余下的仍按12-0.09-0.10加工。
5、軸承裝配，凸出量配對(duì)。
注本批凸出量配對(duì)成功率達(dá)99.5％。
權(quán)利要求
1.一種組配角接觸球軸承凸出量的加工方法，其特征是計(jì)算出整批單套軸承零件裝配前應(yīng)預(yù)修的凸出量；裝配前根據(jù)計(jì)算值在平面機(jī)床試修部分零件；將試修零件裝配，測(cè)量凸出量，根據(jù)試修零件凸出量分布情況，對(duì)修磨數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并在平面機(jī)床修磨剩余全部零件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組配角接觸球軸承凸出量的加工方法，其特征是本發(fā)明對(duì)零件裝配前應(yīng)修的凸出量計(jì)算是根據(jù)下式計(jì)算的把構(gòu)成組配球軸承單套軸承的凸出量設(shè)定為δ，即δ=C-ai-ae+1/24×g(Ri+Re-Dw)-g2+δ1]]>式中C為外圈寬度，ai為內(nèi)圈溝位置尺寸，ae為外圈溝位置尺寸，g為軸承徑向游隙，Ri為內(nèi)圈溝道曲率半徑，Re為外圈溝道曲率半徑，Dw為鋼球直徑，δ1為軸承施加預(yù)負(fù)荷后產(chǎn)生軸向預(yù)變形量。
全文摘要
本發(fā)明提出的組配角接觸球軸承凸出量的加工方法，計(jì)算出整批單套軸承零件裝配前應(yīng)預(yù)修的凸出量；裝配前根據(jù)計(jì)算值在平面機(jī)床試修部分零件；將試修零件裝配，測(cè)量凸出量，根據(jù)試修零件凸出量分布情況，對(duì)修磨數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，并在平面機(jī)床修磨剩余全部零件。本發(fā)明通過對(duì)組配角接觸球軸承凸出量的加工方法的改進(jìn)，有效地提高了產(chǎn)品單批一次性凸出量配對(duì)率，一次性配對(duì)率提高到96％以上，配對(duì)效率提高了2倍以上，同時(shí)也減少了由于單機(jī)修配而產(chǎn)生的廢品，以及諸多由此帶來的如清洗、精度、軸承壽命下降和重復(fù)測(cè)量的可靠性等問題，滿足了用戶的要求。本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于雙聯(lián)配置角接觸球軸承，對(duì)定向組配的三聯(lián)、四聯(lián)等多聯(lián)配置角接觸球軸承亦有參考價(jià)值。
文檔編號(hào)F16C33/58GK1696525SQ20041001026
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月15日
發(fā)明者化躍紅, 彭濤, 王雨秋, 劉國(guó)良, 吳立華, 李薇, 張丹丹 申請(qǐng)人:洛陽軸承集團(tuán)有限公司