陶瓷浮动支承在外沟磨床中的使用

王惠宝　王景东　万千里　封志永
（洛阳轴承集团有限公司，河南洛阳　471039)

　　1　存在问题
　　我公司现有外沟磨床采用硬质合金材料固定支承，如图1所示，由于硬质合金摩擦系数大，自润滑性差，外圈外径与合金摩擦产生表面划痕或支承印，对外径表面精度和外观有一定影响。因一些用户要求外径无支承印，为此采用外径Z终返工序的办法加以消除。沟道超精加工结束后在装配前返回到外径工序再进行外径磨削。该工艺不仅工作量大、效率低，同时易造成混套，给产品质量带来一定隐患，同时给组织生产带来困难。 　　由于固定支承偏心量调整较困难，且偏心量大小随支承磨损而发生变化，从而影响零件沟尺寸，且磨削前工件表面形状误差会复映到磨削后工件表面上。另外，使用该支承对零件的圆度改善效果不明显。
　　2　改进措施
　　做为支承材料必须具有较高硬度、强度和耐磨性，并要有一定的自润滑性，不能与金属发生粘接嵌入，而金属材料均不能满足上述条件。采用陶瓷材料是解决上述问题的较好途径。为此，选用了既有较高硬度又有一定耐冲击性能的氧化物陶瓷。但由于陶瓷材料非常坚硬，一般砂轮无法磨削，同时不导电也无法线切割加工。所以在制造支承时就要根据陶瓷压制烧结成型的特点，在制作模具阶段收缩量尽可能小。为减少压制模具的数量，在设计各种规格的支承时，既要保证支承加工各型号轴承应有的性能，又要尽量满足通用性。
　　改进后的支承采用浮动支承。浮动支承为铜或不锈钢材料基体镶有陶瓷棒。浮动支承与支承架配合为间隙配合，可绕销轴转动且浮动量为0.2~0.4mm。利用陶瓷材料，摩擦系数小、不易与金属发生粘接、耐磨性好等优点可清除支承对外径表面的压痕。浮动支承与固定支承相比，有较好的工艺性能，可以降低外径基准对沟道加工精度的影响，从而有效改善零件沟道圆度。改进后的支承结构见图2。 　　3　改进前后效果对比
　　对改进前后的支承进行了小批量对比试验。以6306E轴承外圈为例，在LZ48B机床上用固定支承和陶瓷浮动支承各加工500件，从中各随机抽查10件进行测量对比分析，见表1。 　　从表1看出，使用改进后的陶瓷浮动支承对外圈外径及沟道圆度有很大改善，平均改善率为26%，而改进前的平均改善率为17.6%。外径无支承印，且在一定范围具备通用性，调整也较方便。陶瓷支承、支承架可反复使用，工具费用比以前大幅降低，因为硬质合金是焊接在支承架上，磨损后就要整体报废，每年需重复多次配置，费用高；而陶瓷支承是粘接在支承上，磨损后可重复更换支承面，一件陶瓷棒可重复使用3次。因此成本低于硬质合金。目前该支承正在我公司3MZ1410、3MZ1412外沟磨床上推广使用。