双端面磨床加工非对称轴承套圈的加工工艺探讨 尹峥

双端面磨床加工非对称轴承套圈的加工工艺探讨 尹峥

南京轴承有限公司 江苏南京210000

摘要：加工非对称轴承套圈一般采用立式磨床分两道工序进行磨削加工，在实际的生产中加工效率普 遍比较低下，采用通道式卧式双端面磨床能有效解决加工效率问题，但由于对机床的特性、磨床的加工参 数及砂轮的选择需要进一步的优化选择，才能完成该产品在双端面磨床磨削上的加工。对于非对称产品选 择不同粒度及硬度的砂轮，同时优化砂轮磨削角度，采用不同速比的磨削参数，通过参数调节完成两端面 不同的磨削余量，完成卧式双端面的加工非对称轴承套圈的端面问题。

关键词：非对称套圈双端面磨削；磨削工艺；砂轮选择；参数优化；余量优化

一、前言

卧式双端面磨床磨削加工质量好，生产效率高、无残磁等优势，在轴承行业中应用比较广泛。在离合器分离轴承中应用也较大，但由于离合器分离轴承的产品结构特殊，非对称大面积比的产品比较广泛，在 实际应用中加工工艺比较难以选定。在产品的切削余量控制，砂轮的选择，产品质量的保证上存在难点。

二、非对称离合器轴承套圈加工原理

MK7650B卧式双端面机床加工轴承类套圈，为贯通式磨削方式，此设备的磨削方式为在产品加工时轴承 套圈从设备的送料口由双列传送电机的送料机构送入磨削通道中，由调整好合适高度的上下两块导板保证 轴承套圈进入相反方向旋转的两块砂轮磨削区域，以切削的方式去除掉轴承套圈的预定余量后，获得所需 轴承套圈的工艺要求高度。在套圈的加工的过程中需要对设备的进给速度根据轴承套圈的大小和砂轮的切 削比进行合理选择，在加工非对称轴承套圈时，主磨头定速砂轮和副磨头变速砂轮需选定合适的砂轮转速 比。同时结合轴承套圈两端面的面积比不一致，再选择特定粒度和硬度的树脂结合剂砂轮。从而确定合适 的加工参数，保证产品质量达到预定设计要求。

三、当前存在的问题

卧式双端面磨工在生产过程加工中主磨头和副磨头的砂轮相关参数特性一致，在加工对称轴承套圈时， 能保证两面磨削余量一致。但非对称的非基面转速调整至最低，仍不能满足非对称轴承套圈的磨削要求。由于非对称的轴承套圈两端面的面积和材料去除量相差较大，在设备磨削中基准面的磨削量少，非基准面 的磨削量大，造成非基准面轴承套圈快口，基准面去除材料量达不到预定要求，形成轴承套圈高度矮，表 面黑皮、扫边、磨伤等情况。同时因为上述原因，造成套圈的平行差和平面度不符合工艺要求，达不到成 品标准。同时对设备、砂轮主轴的伤害也比较大。

四、原因分析及调整方法

对于采用卧式双端面机床磨削轴承套圈未能达到预定的工艺要求，主要原因为砂轮的选择不对，未能 按照非对称产品的面积比进行砂轮相关特性的匹配，同时对设备的调整未能按照非对称产品进行进口角度 调整，产品基准面和非基准面的磨削量未能有效均衡，另外在卧式双端面设备的工艺参数设定上未找到合 适的参数，以上是造成非对称轴承套圈无法达到产品技术要求的原因。

针对以上原因，重点在于对设备的调整，主要考虑以下几点：

1、送料导板的高度调整：

针对上下两片送料导板调整需关注，轴承套圈的中心与机床砂轮的中心相重合，在保证轴承套圈在该 位置后，固定上下送料导板的位置，送料上导板和轴承套圈的间隙在1～2mm，送料下导板与轴承套圈相重 合即可。其中送料导板的进口位置可略高于送料导板出口位置，保证轴承套圈在送料导板内能顺利滚出来 最为合适。

2、卧式双端面砂轮进料口高度的调整：

卧式双端面的主磨头砂轮进料口与进口导板调整时，主磨头砂轮高于进料口进口导板1/2的磨削余量， 该余量一般在0.05～0.10mm左右，过大的磨削量会导致套圈基面有缺口，磨伤等现象。主磨头出口导板略 低于砂轮高度在0.03～0.05mm即可，保证套圈出来时无划伤。

卧式双端面的副磨头砂轮与主磨头砂轮调整时，按照轴承套圈的高度进行调整，采用机床手轮进给时 选择进给量0.01mm在副磨头砂轮与套圈接触后，再对副磨头砂轮进0.10mm即可。调整副磨头出口的导板 时需保证副磨头砂轮出口导板比副磨头砂轮低0.05mm左右即可，保证轴承套圈可以顺利落料。

3、卧式双端面副磨头砂轮进料口角度的调整：

根据分离轴承套圈大面积比的特征，在卧式双端面设备调整时需要对进出口重新定义角度大小，以主 磨头砂轮平行为基准，主磨头不得进行砂轮角度的调整即保证角度为0°。副磨头砂轮进料口小、出口大， 具体副磨头砂轮的角度在2°~5°左右。用轴承套圈调整时，进口砂轮与轴承套圈紧配合的情况下，出口 砂轮处轴承套圈能较松移动即可。如果产品的外观质量不能达到标准要求，需对副磨头砂轮的角度调整机 构进行微调整，确保副磨头砂轮的角度合理，保证加工出的产品外观符合要求。

4、主磨头和副磨头砂轮转速的调整：

两个砂轮的转速需根据非对称产品套圈的面积比进行选定，一般主磨头处为产品套圈的基准面，为套 圈的大面积面，主磨头砂轮转速按最高速选择

1650r/min。副磨头处为产品套圈的非基准面，为套圈的小面 积面，副磨头砂轮转速选择偏低，一般按面积比选择速度，在保证付磨头砂轮电流不报警的前提下尽量选 择低转速，保证砂轮的大扭矩及大切削力，一般选择为230～500r/min。两个砂轮的进给速度比根据产品套 圈的面积比大小进行合理选择。

在砂轮转速选定后，再行确定送料电机的速度，送料电机的速度保证套圈磨削的时间和生产效率为准

选择，一般的选择在2～5件/min。

5、砂轮粒度的选择、砂轮形状的选择：

根据离合器分离轴承的面积比计算，经过产品硬度及主副磨头砂轮需求的反复验证，面积比超1:2的 产品，一般砂轮选型为主磨头砂轮的规格P500×63×20A80KB，砂轮的硬度为K级，粒度为80。副磨头砂轮 规格P500×63×20A100LB，砂轮硬度为L级，粒度为100。在主磨头砂轮上因为轴承套圈的基面磨削面积大， 加工过程中产品套圈易产生烧伤等磨削缺陷，同时对主砂轮进行开砂轮槽处理，一般开等分的4～6条通槽。 通过砂轮开槽，增加过程加工中切屑液的流量，降低套圈表面温度，减少产品套圈基面磨削时产生的磨伤 等不良问题。副磨头砂轮因磨削面积小，不需要进行开槽。其中砂轮的硬度上，主砂轮和副砂轮选择上也 有一定比例，主砂轮选择中软，副砂轮硬度选择较主砂轮硬度高1～2个级别。本次砂轮的选择见下表：

5、套圈磨削余量的选择：

目前我司非对称产品的总磨削余量0.20mm～0.25mm，基面因面积比较大，磨削量在0.08mm～0.10mm。 在过程加工工，因套圈的磨削质量因素，对于套圈的磨削余量可以适当增加，最大增加到0.30mm～0.35mm 左右，通过磨削余量的增加，做二次精磨对产品质量也能起到稳定作用。磨削余量需要根据产品实际磨削 质量及砂轮的选择作综合决定。

五、我司产品通过以上工艺参数的优化调整，针对磨削产品86CT5646F0/01外圈（面积比1：5）相关质量 数据如下：

通过调整双端面磨床MK7650B设备的砂轮选择、进料速度及主、副砂轮的速度等相关工艺参数，加工 的对称比为1:5的86CT5646F0/01轴承外圈，尺寸精度和平行差要求均能达到轴承套圈的预定要求。同时 对外观进行100%检查，产品外观表面纹理清晰，无啃伤、扫边、黑皮等外观质量缺陷。

六、结论

通过以上相关数据的验证，对双端面磨床加工非对称轴承套圈时，对相关参数的规范设定，合理的选 定主磨头砂轮和副磨头砂轮的相关参数及要求，按一定的要求进行砂轮角度及设备的调整。在来料产品热 处理后质量稳定的情况下，能够达到预定的产品精度要求。以上方法的推广对产品的生产加工效率及产品 的质量上均有很大程度的提高。经过测算同类产品在MK7650B加工对比在M7475B上加工，加工效率能够提 升60%以上，且产品质量稳定。

参考文献：

[1]王晶，刘金华.轴承套圈贯穿式双端面磨削及质量控制[B].哈尔滨轴承，2010.

[2]李桂云.双端面磨床加工非对称截面轴承套圈的工艺探讨.哈尔滨轴承，2011.

[3]轴承磨工工艺学.中国轴协职工教育委员会.