弧孔特種軸承內環形狀優化及加工和檢測方法

近幾年， 一些內斜輪機構在民用和工業方面的使用越來越廣泛， 如高檔公寓中的電動窗簾， 影院的自動幕布升降裝置， 家庭櫥櫃的自動櫃門裝置；中小型儀器如我公司生產的三座標測量儀， 刀具預調測量儀等。

查閱國內外相關資料獲悉專用於精密儀器的內斜輪機構目前主要依賴進口， 其價格昂貴， 供貨週期長。 與國內的專業軸承廠商聯繫又因批量小且存在部分技術難題而拒絕供貨。 因此為了節省生產成本， 並且加快新產品的開發速度， 我公司決定對制約生產的關鍵零部件弧孔特種軸承進行技術攻關。

本文將詳細介紹我公司對弧孔特種軸承內環形狀優化及加工和檢測的方法。

1. 弧孔特種軸承

弧孔特種軸承是指一種非圓柱內孔的軸承， 其內圈孔有如圖1所示的內孔。 在弧孔和圓柱軸接觸時， 可隨軸承和圓柱軸的交角變化而產生軸向推力， 從而使軸承內圈在旋轉時使靜止的軸承外圈產生軸向的移動。

圖1 弧孔特種軸承及內環內孔形狀

根據國內外資料獲悉， 內弧形狀是採用成形金剛石滾輪來修正砂輪， 金剛石滾輪本身價格昂貴， 而且還要配置相應的金剛石滾輪裝置， 這在小批量加工時成本太高。 如果採用金剛石走靠模修正， 也需要製造專用的修正砂輪機構， 短期無法解決。 我們分析該軸承的工作情況主要是軸承中間的圓弧部分是關鍵， 所以大膽地把通過協商從哈軸集團購入的100件內環成品散件的軸承內環的內孔設計形狀由如圖1所示改成圖2所示。 這樣可以把修砂輪全型簡化成修砂輪圓弧部分。 經哈量集團數控刀具公司在數控車床上採用退火後車削工藝方法加工成所需形狀。

然後把這批內環交由哈軸集團按照p6級精度要求組裝成軸承後再返還， 最後我公司進行精加工。

圖2 改良後的內環內孔形狀

2. 精加工及檢測方法

為此我們設計製造了磨弧孔專用夾具如圖3所示，

以及專用磨弧孔卡箍， 改進了修成形砂輪圓弧R的裝置。 該夾具是根據我公司現有磨床的主軸中心高和導軌的具體形狀設計而成的。

首先將螺釘4放在機床的導軌上， 定位塊12卡在導軌的燕尾槽中起定位作用， 通過件10上的螺釘將件4固定在機床的導軌上；由兩個螺釘2將件1固定在件13上，

兩個螺釘4將件3固定在件1上；螺釘2和螺釘4要留一定的調整量， 使用一根和件3上大圓孔直徑一致的芯杆， 穿過件3大孔調整好卡具和機床軸心的同軸度後， 固定緊螺釘2和螺釘4。 其次採用專門設計的卡箍6， 用特殊粘合劑將裝配好的件7弧孔特種軸承的內環與其粘合在一起；然後將件5裝在件6上起帶動作用；將組合好的三件一起裝到件3的大孔裡。 最後用件4壓住件3的外環， 用兩個螺釘9固定就將工件裝卡好了。

由於內孔已經車成如圖2所示的形狀， 因此只要在內磨砂輪外圓上修出一段R圓弧即可把中間部分磨成所需的圓弧形狀。 件11是根據現有砂輪修整器設計的一塊增高平板， 將砂輪修整器通過件11上的兩個通孔固定在第二件件13上， 使金剛石的中心與工件的中心在同一水準上，方便加工過程中隨時修整砂輪。

磨弧孔時機床主軸撥動粘合在卡箍上的內環旋轉達到磨削要求。由於採用軸承整體自磨的工藝方法使內弧特種軸承達到了比較高的內環弧的旋轉精度（經檢測大部分弧面的跳動均達到0.006mm）。在磨內弧時還要保證圓弧中心的對稱度要達到0.1mm以內，可用帶擋板的V形鐵在萬能工具顯微鏡上進行檢驗。把弧孔特種軸承放於V槽內，先使一面貼住檔板，用杠杆式電感比較儀伸入孔內與R接觸，移動顯微鏡滑板，將其移至工作臺上內孔R處圓弧最高點，並記下顯示的讀數X1，然後把弧孔特種軸承轉180 ?，使另一面與檔板貼住，重複上述操作，記下顯微鏡讀數X2，這時就得出R的對稱度誤差為（X1－X2）/2，並按此值調整機床工作臺的位置。通過採取上述措施我們終於成批加工出符合使用要求的弧孔特種軸承，解決了生產急需。

3. 結語

弧孔特種軸承的內弧孔圓跳動達到了國外知名品牌的精度要求；並且從整體裝配效果衡量已經略微高於國外知名品牌。目前該成果已經運用到了我公司新產品4618型刀具檢查儀和1640型刀調儀產品上。

使金剛石的中心與工件的中心在同一水準上，方便加工過程中隨時修整砂輪。

磨弧孔時機床主軸撥動粘合在卡箍上的內環旋轉達到磨削要求。由於採用軸承整體自磨的工藝方法使內弧特種軸承達到了比較高的內環弧的旋轉精度（經檢測大部分弧面的跳動均達到0.006mm）。在磨內弧時還要保證圓弧中心的對稱度要達到0.1mm以內，可用帶擋板的V形鐵在萬能工具顯微鏡上進行檢驗。把弧孔特種軸承放於V槽內，先使一面貼住檔板，用杠杆式電感比較儀伸入孔內與R接觸，移動顯微鏡滑板，將其移至工作臺上內孔R處圓弧最高點，並記下顯示的讀數X1，然後把弧孔特種軸承轉180 ?，使另一面與檔板貼住，重複上述操作，記下顯微鏡讀數X2，這時就得出R的對稱度誤差為（X1－X2）/2，並按此值調整機床工作臺的位置。通過採取上述措施我們終於成批加工出符合使用要求的弧孔特種軸承，解決了生產急需。

3. 結語

弧孔特種軸承的內弧孔圓跳動達到了國外知名品牌的精度要求；並且從整體裝配效果衡量已經略微高於國外知名品牌。目前該成果已經運用到了我公司新產品4618型刀具檢查儀和1640型刀調儀產品上。