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承受徑向和軸向的聯(lián)合負(fù)荷，同時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，在機床主軸、電主軸等要求高精度、高轉(zhuǎn)速等場合有著廣泛的用途。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或多個軸承組配使用，且軸承在工作時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)為對稱安裝，能承受徑向載荷，兩個方向的軸向載荷，較大的傾覆力矩，兩套軸承的接觸角可以不同；面對面(DF型)對稱安裝，能承受徑向載荷兩個方向的軸向載荷，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，一個套圈非基準(zhǔn)端面相對于另一個套圈基準(zhǔn)端面的相對位置大小，凸出時，凸出量為“+”值，凹進時凸出量為“-”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)。對雙聯(lián)組配軸承，如果是定向組配背靠背配置時，兩軸承a1+a2≤0；面對面時，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，國內(nèi)對組配角接觸球軸承凸出量配對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，然后進行凸出量測量、數(shù)據(jù)記錄，最后進行單機凸出量修配。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轉(zhuǎn)動及砂輪磨屑進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，進行第二次測量，此方法，既易造成軸承質(zhì)量下降以及成品修端面時造成廢品，又造成油脂和汽油等的浪費及重復(fù)勞動等問題，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行編號、測凸出量、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，組裝成成品并進行凸出量測量后，與前一半軸承進行組配。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，有時甚至超出國家標(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修配。單機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、物資耗費大等問題。該法適用于小批量配對軸承的生產(chǎn)。
第三種加工方法是把軸承全部組裝成半成品，即在未裝滿滾動體前測量出凸出量值，還原成零件，經(jīng)計算后進行凸出量修磨，再完成成品組裝，凸出量測量等組配工作。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，實驗性產(chǎn)品配對軸承的生產(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，配對過程復(fù)雜繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)難點，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)明實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是計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，并在平面機床試修部分零件；將試修零件裝配，測量凸出量，根據(jù)試修零件凸出量分布情況，對修磨數(shù)量數(shù)據(jù)進行調(diào)整，并在平面機床修磨剩余全部零件。
本發(fā)明對零件裝配前應(yīng)修的凸出量計算是根據(jù)下式計算的把構(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，分別對各參數(shù)求偏導(dǎo)，以確定各參數(shù)對凸出量的影響程度。
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凸出量的影響系數(shù)最小為27.4％，且ai、ae、Dw的加工誤差對凸出量的影響是減方向的，即ai、ae、Dw加工成正偏差時，則軸承凸出量減小，而C、g、Ri、Re的加工誤差對凸出量的影響是加方向的，即C、g、Ri、Re加工成正偏差時，則軸承凸出量增大。
ai、ae的加工公差對凸出量的影響系數(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出，或能定量的測出，但現(xiàn)有加工設(shè)備能力有限，同時由于加工測量誤差和標(biāo)準(zhǔn)件、樣板的傳遞誤差，測量數(shù)據(jù)會發(fā)生不可預(yù)測的變化，因此ai、ae的加工公差的控制較難，且達不到比較有效的結(jié)果，因此較難控制。
Ri、Re的加工公差對凸出量有一定的影響，在生產(chǎn)中只能定性的對其控制而不能定量的測出，同時由于加工設(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，不能對其進行改變，因此不宜調(diào)整。
軸承寬度的加工偏差對凸出量的影響系數(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凸出量產(chǎn)生較大影響，所以應(yīng)對其進行重點控制，使單套軸承的凸出量總體分布趨于一個合理的位置上。
本發(fā)明通過對組配角接觸球軸承凸出量的加工方法的改進，有效地提高了產(chǎn)品單批一次性凸出量配對率，一次性配對率提高到96％以上，配對效率提高了2倍以上，同時也減少了由于單機修配而產(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。
具體實施例方式
實施例1本實施例為成對背對背角接觸球軸承配置安裝形式，以(7004AC/DB為例)，其凸出量配對步驟如下
1、計算內(nèi)套非基準(zhǔn)端面對外套基準(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。
3、將試修部分套圈合套，裝配測凸出量，同時記錄凸出量數(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。
注本批凸出量配對成功率達98％。
實施例2本實施例為成對面對面角接觸球軸承配置安裝形式，以(7004AC/DF為例)，其凸出量配對步驟如下1、計算外套非基準(zhǔn)端面對內(nèi)套基準(zhǔn)端面的凸出量δ因為單套7004AC軸承與實例1完全一樣，只是配對形式不同，其凸出量計算同實施例1(計算略)。
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。
3、將試修部分套圈合套、裝配，測凸出量，同時記錄凸出量數(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。
注本批凸出量配對成功率達99％。
實施例3本實施例為成對串聯(lián)角接觸球軸承配置安裝形式，以(7004AC/DT為例)，其凸出量配對步驟如下1、本型號與實施例1、2完全一樣，只是配對形式不同，其凸出量計算略(同實施例1的計算)2、根據(jù)其特有的配對形式，我們希望其凸出量δ近可能接近零，達到“萬能配對”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，測凸出量，同時記錄凸出量數(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。
注本批凸出量配對成功率達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)計算值在平面機床試修部分零件；將試修零件裝配，測量凸出量，根據(jù)試修零件凸出量分布情況，對修磨數(shù)據(jù)進行調(diào)整，并在平面機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)明對零件裝配前應(yīng)修的凸出量計算是根據(jù)下式計算的把構(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)計算值在平面機床試修部分零件；將試修零件裝配，測量凸出量，根據(jù)試修零件凸出量分布情況，對修磨數(shù)據(jù)進行調(diào)整，并在平面機床修磨剩余全部零件。本發(fā)明通過對組配角接觸球軸承凸出量的加工方法的改進，有效地提高了產(chǎn)品單批一次性凸出量配對率，一次性配對率提高到96％以上，配對效率提高了2倍以上，同時也減少了由于單機修配而產(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值。
文檔編號F16C33/58GK1696525SQ20041001026
公開日2005年11月16日 申請日期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, 劉國良, 吳立華, 李薇, 張丹丹 申請人:洛陽軸承集團有限公司