薄壁轴承三棱变形的修整

　　摘　要：分析薄壁轴承三棱变形产生的原因，设计了三棱变形整形模具，在合适的反变形系数下，整形修复比例可达68％以上，有效提高了产品质量。
　　关键词：薄壁轴承；套圈；棱圆；整形；修复
　　1　问题的提出
　　薄壁轴承（本文指套圈壁厚系数1.04<K≤1.14）因壁薄易变形，车、磨加工及热处理质量控制困难，废品率高。主要原因如下：（1）车削加工中，夹具夹持力使套圈产生的塑性变形（套圈内应力）不能根本消除，热处理时，材料组织的变化使内应力Z大程度得以释放，导致套圈变形严重。（2）目前，粗车毛坯时大多仍采用三爪夹具，即使不用三爪夹具，因坯料外径圆度误差较大，造成夹具实际夹持点多数为2-3个，导致产生三棱变形。其中，三棱变形造成磨加工质量难以控制，而且引起轴承装配后旋转灵活性差，严重者甚至出现夹持滚动体的现象。
　　2　解决方法
　　2.1 降低车削过程套圈的原始变形
　　（1）使用6点以上接触夹具，避免3点接触。
　　（2）采用Z小夹持力，即夹持套圈时以套圈刚好不打滑为止。
　　（3）增加去应力退火工艺。因为套圈壁薄，即使在Z小夹持力下套圈也会产生较大变形，即仅采取Z小夹持力还不足以将变形控制在理想状态。因此，在粗车工序后增加退火工艺，退火温度约为600～650℃，退火后，套圈内应力得以释放，套圈变形可通过加大磨削及车削量，在精车工序进行消除，从而避免套圈淬火后内应力释放产生变形对磨加工工序的影响。
　　2.2 修整淬火后的三棱变形
　　车加工采取的预防变形措施，热处理后仍有部分套圈会发生三棱变形。为修整三棱变形，设计了如图1所示的三棱变形整形模具。先用专用表具（120°V形表座或套圈壁厚差测量仪H903）测出三棱变形的数值，并标记出Z低点位置，使用3点螺杆（图2）同时支承套圈三棱变形的3个Z低点，达到一定变形比例后带模具进行回火处理，使三棱变形减小，达到修整的目的。 

　　三棱变形在套圈上反映出的3个Z低点位置，一般相互差120°左右沿圆周方向均匀分布，如果Z低点位置相互差呈不均匀分布，可通过在整形模具模座上加工多个螺纹孔，以调整整形螺杆于适当位置，达到Z佳整形效果。
　　3　试验分析
　　为找到Z佳变形系数，以6832轴承外圈为例进行不同反变形系数下的整形试验，修复比例=[（原始变形-整形变形）/原始变形]×100％。试验数据如表1所示。

表1 6832轴承外圈三棱变形的反变形试验结果

　　从表1试验数据可知，反变形2.0倍整形后，其变形平均修复比例为-6％，即整形后变形量不但不减小反而有所上升；反变形1.5倍整形后，平均修复比例为8.6％；反变形1.0倍整形后，平均修复比例为68％，对三棱变形修复效果比较好。
　　利用试验结论，对我公司生产的一批棱圆超过0.40mm的500只6832轴承外圈进行了整形处理，Z终有484只整形后棱圆在0.35mm以下，16只反复整形无效后报废，挽救成功率为96.8％。
　　4　结束语
　　对于目前薄壁件车加工普遍采用的加工中不夹持套圈表面，而是增加零件长度，夹持非加工位置，完成加工后再切断的“刚性尾”工艺方法来说，本整形方法是对套圈已经产生三棱变形的一种挽救处理措施，不适用于大批量生产。利用设计的三棱变形模具，以合适的三棱反变形系数进行修复，有效解决了三棱变形修整问题，使磨加工得以顺利进行，提高了产品品质，降低了废品率，达到了预期目的。