向心关节轴承内滚道磨削工艺分析及设备改造李利莉（哈尔滨轴承集团公司 电机轴承分厂，黑龙江哈尔滨 150036）
摘 要：根据向心关节轴承内圈滚道的结构特点，制定出相应的磨削工艺，并根据其工艺特点对原来加工深沟球轴承的设备进行了改造，使之加工出合格的关节轴承产品，节省了资金，保证了生产的顺利进行。关键词：向心关节轴承；深沟球轴承；内圈滚道；磨工艺；设备改造 中图分类号：TH133.31+4,TG581+.1 文献标识码：B 文章编号：1672-4852(2012)03-0049-02
Analysis on grinding process for radial spherical plain bearing inner raceway and equipment renovation
Li Lili(Electric Motor Bearing Sub-factory,Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China)
Abstract: According to the structural characteristics of radial spherical plain bearings with inner ring raceway, the corresponding grinding process was developed , and original equipments for machining deep groove ball bearings were modified according to the technical characteristics for processing radial spherical plain bearing inner raceway so as to machine qualified products of spherical plain bearing with saving money and ensuring the smooth running of production.Key words: radial spherical plain bearing;deep groove ball bearing;inner ring raceway;grinding process;equipment renovation
第 33 卷 第 3 期2 0 1 2 年 9 月Vol.33 No.3Sep. 2012哈 尔 滨 轴 承
JOURNAL OF HARBIN BEARING
收稿日期：作者简介：2012-01-12.
李利莉（1975-），女，工程师.
1 前言 向心关节轴承主要由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成（如图 1 所示），它没有钢球、滚子等滚动体，因此不属于滚动轴承，而是一种特殊结构的滑动轴承。本文以GE100ES关节轴承为例，进行探讨。GE100ES关节轴承与滚动轴承相比较，结构较简单。GE100ES关节轴承有润滑油槽，能承受径向载荷和较小的轴向载荷，一般用于速度较低的摆动运动（即角运动）。由于滑动表面为球面形，亦可在一定角度范围内作倾斜运动（即调心运动），在支承轴与轴壳孔不同心度较大时，仍能正常工作。
2 磨加工工艺过程 向心关节轴承GE100ES内圈磨加工采取以下工艺。 粗磨平面→终磨平面→粗磨内沟→终磨内沟→粗磨内径→终磨内径→退磁→抛光→清洗→磷化处理
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φ150φ130φ100图 1 向心关节轴承GE100ES3 工艺难点
GE100ES 向心关节轴承磨加工工艺过程和深沟球轴承相近，但由于内圈滚道为外凸球面（如图2所示），滚道曲率半径比较大，采用正常的轴承内圈滚道磨床磨削时难度较大，所以向心关节轴承内圈磨加工的难点在于磨削内滚道工序，主要存在的问题如下。 3.1 在摆头磨床上加工GE100ES 关节轴承内滚・50・道存在的问题及解决方法3.1.1 存在问题 （1）GE100ES轴承内径为φ100mm，按照内径尺寸范围可选用M8820K-1摆头磨床加工关节轴承GE100ES内圈滚道。由于M8820K-1设备是加工深沟球轴承的内滚道的专用设备，故砂轮修整出的形状为外凸的圆弧，加工出的套圈内滚道为内凹的圆弧（如图3 所示），而加工关节轴承内滚道，需要把砂轮修为内凹圆弧的形状后，再磨削关节的内滚道，所以直接选取M8820K-1摆头磨床无法加工GE100ES 关节轴承内滚道。
图 2 向心关节轴承GE100ES内圈和深沟球轴承6320内圈
1.向心球轴承内圈 2.砂轮 3.原工件摆动中心图 3 M8820K-1加工深沟球轴承内滚道 （2）关节轴承GE100ES内滚道较宽（70mm），需要砂轮也较宽，但是原有砂轮夹只能夹较窄的砂轮，不能夹此宽度的砂轮。 （3）由于关节轴承内滚道为外球面，深沟球轴承内滚道为内凹圆弧，故加工向心关节轴承内滚道时与加工深沟球轴承内滚道工件摆动中心不同，加工深沟球轴承内滚道时的摆动中心在工件前端（即在砂轮上），如图 3 所示。而加工向心关节轴承内滚道时的摆动中心在工件上，即摆动中心须向靠近关节轴承内圈轴线方向移动，如图 4 所示。
1.向心关节球轴承内圈 2.砂轮 3.砂轮夹 4.改后工件摆动中心图 4 M8820K-1加工向心关节轴承内滚道
3.1.2 解决方法3.1.2.1 把砂轮修整为内凹圆弧 针对这一难题，设计了一个手动金刚笔架，金刚笔与回转中心距离可调，即修整圆弧半径可调，如图 5 所示。
1.砂轮 2.砂轮夹 3.金刚笔 4.回转中心 5.金刚笔架图 5 金刚笔修整砂轮示意图3.1.2.2 重新设计砂轮夹 重新设计砂轮夹，使新砂轮夹能够夹宽砂轮。3.1.2.3 改变工件摆动中心 把丝杠加长（机床原有丝杠长度已不能满足要求），使工件轴向靠近砂轮轴方向移动；在摆动中心位置不变的情况下，使摆动中心由原来在工件前端（即在砂轮上）变为在工件上，如图4所示。由于工件向砂轮方向移动，故砂轮需向相同方向移动，可通过重新钻孔，使砂轮轴向远离工件轴线位置移动。3.2 在切入磨床上加工GE100ES 关节轴承内滚 道存在的问题及解决方法3.2.1 存在问题 采用切入磨床3MZ1320球轴承内圈滚道磨床加工GE100ES 关节轴承内滚道和采用摆头磨床上加工GE100ES关节轴承内滚道存在的问题类似，问题点为：由于3MZ1320球轴承内圈滚道磨床是加工深沟球轴承内圈滚道的，深沟球轴承内圈滚道为内凹圆弧，因此其砂轮修整器修整出的砂轮形状为外凸圆弧（如图 6 所示）。由于GE100ES向心关节轴承内滚道为外凸球面，因此要加工GE100ES关节轴承内圈滚道，就必须将砂轮修整出内凹形状。
3.2.2 解决方法 将砂轮修整出内凹形状的方法：对3MZ1320磨床的砂轮修整器进行改动，改变其砂轮修整器的回
1.深沟球轴承 2.砂轮 3.金刚笔 4.金刚笔摆动中心图 6 3MZ1320加工深沟球轴承内滚道
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123451234（下转第56页）
哈 尔 滨 轴 承第 33 卷123φ130φ
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7047KK向・56・同，首先要把培养的阶段区分开来，每个区间段上要求的培训内容确定下来，每个阶段末要求考察培养的效果，同时建立起来相应的评价和改进机制，不断地总结并做分析改进培养计划。 产品开发设计不是一个两个人的事情，一个产品设计出来是经过一个设计小组密切的配合，一起攻关才完成的，所以设计中要强调互动设计或者说是动态的设计过程，这点也是比较重要的，设计小组人员配合的好，可以减少设计缺陷，提高设计效率，体现团队的合作精神。 最后谈一下“设计部门小组活动”。通过培训来提高设计人员的能力是企业的核心内容，企业必须要注重形式和方法，“小组活动”就是一个行之有效的形式。 “设计部门小组活动”是很有必要性。技术领域常常会遇到问题，设计人员一起探讨是常用的方法。活动时领导要起到带头作用，并且领导者要有强烈的活动需求。“小组活动”的目的在于提高设计人员的能力，特别是基础能力，如发现、分析、解决问题的能力，选择确定要解决的问题，活动方案及形式，过程要点解析，解决问（编辑：王立新）题的可行性措施，效果确认，纳入标准化管理规定，观察能力，数据采集整理综合能力，数据分析能力，逻辑分析能力，解决问题的应变能力，避免改进措施，相关的事例学习教育等。最后“小组活动”的优势在于选择的课题是具有实际设计、生产和管理意义的，设计人员可以研究相关的专业技术问题，活动可以集中大家的智慧来解决工作中遇到的问题，可以提高和改善设计人员的基本能力。
4 结束语 还是套用文中一句话：一个企业能发展到今天，必有它能生存下来的理由。市场竞争是激烈残酷的，要想生存下来企业要做的无非是两件事，一是抓好产品质量，二是提高企业技术实力。实现这两点必然离不开企业技术人才，只有一个完善的培养体系才能实现优秀人才的培养，才能不断地技术创新，不断地提高企业的市场竞争能力。
（上接第48页）
图 2 改进后控制原理图L1L2L3
QF1QF
2
SB1
SB2
FRFR
KM1
KM1
KM1
BV1000VRFVC3GND
PE
R
调速指令
M
表 1 改进前后机床及导轮电机各项指标对比
3 结束语项目原运转方式变频调速方式调速范围无四象限平滑性不平滑平滑启动性能电流大电流小转起动耗电量大低转速范围1 450r/min0~1 450r/min机床加工效率低高工件加工精度低高
（编辑：王立新） 改进后的M1083外圆磨床导轮电机调速系统不但使电动机具有防雷击、过压、欠压、过流等各种保护，也提高了加工精度及生产效率，能够满足各种尺寸工件对机床加工精度的要求，节约了生产成本、提高了经济效益。
1.向心关节轴承内圈 2.砂轮 3.金刚笔 4.金刚笔摆动中心图 7 3MZ1320加工向心关节轴承内滚道（编辑：林小江）
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（上接第50页）转中心，使回转中心由原来在金刚笔尖前端，改为回转中心在金刚笔尖后端，如图 7 所示。
4 结束语
通过对向心关节轴承GE100ES内圈磨加工工艺进行分析，找出了磨加工过程存在的工艺难点，并通过制做手动金刚笔架和对设备进行改造，解决了加工深沟球轴承内滚道的专用设备不能加工向心关节轴承内圈滚道的难题，并且节省了设备改造资金。成品提交用户试用后，效果良好，为今后开发类似产品积累了宝贵的经验。
哈 尔 滨 轴 承第 33 卷