深沟球轴承装球口结构与工艺改进

孙长英

[摘 要]近年来，深沟球轴承装球口结构的工艺改进问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，并结合相关实践经验，分别从装球口角度以及装球口加工工艺改进等多个角度与方面，就装球口结构与加工工艺展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

[关键词]深沟球轴承；装球口结构；工艺；改进

中图分类号：TH133.33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0005-01

1 前言

作为一项实际要求较高的实践性工作，深沟球轴承装球口结构的工艺改进有着其自身的特殊性。该项课题的研究，将会更好地提升对深沟球轴承装球口结构的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。

2 概述

带有装球口的单列深沟球轴承、双列角接触球轴承采用特殊的支柱形保持架、S形保持架及冠形保持架，在不改变轴承尺寸的前提下，有效增加了钢球的数量，且结构简单，达到了提高轴承承载能力的目的，但极限转速低，广泛应用在汽车变速箱中。常见的类型有基本型开式轴承、带防尘盖轴承、带止动槽轴承等。

对于深沟球轴承内、外套装球口的加工，原有的生产工艺是热处理前铣削（留有磨加工留量），热处理与沟道磨削工序完成后，进行装球口的磨削加工，以保证装球口的锁量要求。由于目前没有专用的装球口磨削设备，操作者只能手持套圈在砂轮上进行磨削，使装球口锁量尺寸精度无法保证，锁量尺寸散差较大，而且劳动强度大，安全性低。加工后产品锁量需100%检验，合格后向下工序交付，不合格进行返工处理，给生产和质量管理带来诸多不利因素和隐患。因此，提升装球口的工艺加工水平，实现装球口免磨削势在必行。

3 装球口结构与加工工艺的改进

通过对汽车重点客户的使用情况进行调研，了解了带装球口深沟球轴承的使用情况，对装球口的结构和加工工艺进行了以下的改进。

3.1 装球口角度由3°改为5°

在锁量不变的情况下，装球口角度为3°时，钢球由装球口装入的挤压距离为0.9mm；改为装球口角度为5°时，钢球由装球口装入的挤压距离为0.3mm，缩短了钢球进入滚道的位移量，可减轻钢球表面的挤压损伤，改善了轴承的回转精度，减轻异音的影响。装球口改进前后见图1所示。

3.2 装球口加工工艺的改进

3.2.1改进前后工艺路线对比

（1）装球口原工艺路线

车工工艺路线：车平面→车外径→车内径→车内、外套沟道→铣削内、外套装球口→热处理。

磨工工艺路线：磨平面→磨外径→磨内、外套沟道→磨内径→超精内、外套沟道→磨削内、外套装球口。

（2）改进后的装球口工艺路线

车工工艺路线：车平面→车外径→车内径→车内、外套沟道→铣削内、外套装球口→热处理。

磨工工艺路线：磨平面→磨外径→磨内、外套沟道→磨内径→超精内、外套沟道。

通过对改进前、后的工艺进行对比后发现，改进前的工艺在磨加工工序需磨削装球口，以保证装球口的锁量要求；改进后的工艺在热处理前采取严格的工艺控制手段，以提高铣削装球口的精度，在热处理后不再磨削装球口，内、外套沟道磨削后自然形成装球口的锁量。

3.2.2改进前后工艺图纸对比

为实现装球口工艺改进的要求，根据装球口角度的变化以及装球口锁量的要求，使用CAD设计软件重新优化设计了车工完成品的图纸，以309N/HAYAB产品为例，改进后（见图2和图4）与改进前（见图3和图5）对比，有以下特点。

（1）改进前的车工完成品图纸

原设计车工完成品图纸规定，装球口铣削后的锁量值0.1-0.06mm且角度为3°。达到锁量要求必须采用磨加工的方法，操作者必须磨掉0.2mm（沟道的半径磨削量为0.2mm），劳动强度大且质量不稳定。

（2）改进后的车工完成品图纸

改进后热处理完成品图纸对铣削的加工基准进行了严格控制（内圈的C、C1和d；外圈B、B1和D）。由于装球口不再进行磨削加工，车工件装球口铣削时，铣削后的装球口低于沟道底部，无法对装球口锁量进行测量，而是靠保证铣削深度来保证装球口的锁量尺寸。内圈控制L1、E1和L2、E2，外圈控制A1、H1和A2、H2，而CAD设计软件通过内圈L1、E1、L2、E2和外圈A1、H1、A2、H2的尺寸模拟出内、外沟道磨削加工后自然形成的装球口锁量，并通过多次小批量试制，最后确定成品装球口锁量为0.06-0.08mm，见图6。

3.3 装球口锁量免磨削工艺改进对车工完成品和磨削加工的要求

（1）必须严格控制车工完成品的平面、内径和外径的加工留量和散差，保持尺寸稳定，为装球口的铣削加工提供严格的工艺基准，保证装球口铣削时的深度要求。（2）压缩滚道磨加工公差带，避免沟道磨加工时的尺寸散差对装球口锁量的影响，实现球口免磨削工艺。

4 思考

4.1 效益测算

经过试制加工，改进设计的装球口锁量免磨削工艺项目获得成功，已有近20万套的309N/HAYAB形成量产，解决了生产瓶颈工序，杜绝了质量隐患，为企业多创造效益近10万元。目前该项目已经向其他产品扩展，都有明显效果。

4.2 装配效果对比

原设计的装球口角度为3°，钢球装入时，受挤压距离长（0.9mm），使钢球表面有较大的擦伤痕迹，影响回转精度。

改進设计后的装球口角度为5°，钢球装入时，钢球受挤压距离短（0.3mm），使钢球表面擦伤痕迹较小，对回转精度的影响较小，符合用户的质量要求。

4.3 生产效率对比

原工艺设计的装球口锁量需要铣削加工和磨削加工来达到，工序多，效率和质量低，劳动强度高。改进工艺设计后的装球口锁量只需铣削加工即可达到，不需要磨削加工，工序少，效率和质量高，劳动强度低。

5 结束语

综上所述，加强对深沟球轴承装球口结构工艺改进的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的深沟球轴承装球口结构工艺改进过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

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