轴承产品从原材料投入开始,到包装入库,经历了复杂的生产加工过程。有加工过程就要讲究加工方法,产品的加工制造方法称为工艺。轴承的工艺过程不仅包括从原材料到成品的整个生产过程,还包括工艺的策划、工艺试验和工艺的持续改进。因此,工艺过程是一个主动的过程,是理论和实践有机结合的过程,工艺也是一门学问。完成某项加工任务的各个环节的先后顺序,称为工艺流程。工艺流程的合理与否,不仅影响加工的质量,也影响加工的效率。规范工艺过程的各种文件,称为工艺规程。工艺规程要科学,不是教条的,不是一成不变的,要因地制宜、因时制宜、因人制宜。所有的工艺及规程,都离不开一个前提,那就是要保证技术条件的实现,离开技术条件要求的工艺,将毫无意义。总之,工艺规程具有原则性,是有底线的,同时又具有灵活性,给工艺人员一个发挥聪明才智的广阔空间。
各种滚动轴承装配的工序,有许多相似之处,本节举例说明轴承装配的工艺流程。对装配过程中各种类型轴承不同的工序和要求,将在下篇各章中加以叙述。
一、轴承装配流程图
以6000-2Z系列深沟球轴承为例,装配流程图如图2-1所示。
磨加工的零件经检验合格后存入装配库。如果生产组织得当,零件也可直接进入装配间分选合套,不经库房保存,从而减少生产周期。装配库管员不仅要保管好轴承零件,还要掌握套圈滚道尺寸公差、滚动体尺寸公差状态,做好统计,发出零件公差订制单,组织补充零件,以便合套工序进行装配。
对于小批量生产,特别是在滚动体及滚道尺寸分散很大的情况下,在组织生产上往往是采取先磨加工一个套圈和分选该套圈尺寸公差,再以滚动体尺寸偏差状态,制定轴承另一套圈的滚道尺寸磨加工偏差范围,以获得较高的合套率。一般情况下,终磨外滚道接近外圈磨加工最后工序,订制公差放在外圈较好。
二、轴承的清洗
从装配零件库中取出经过防锈处理的零件,在装配之前,必须经过清洗、烘干处理方可进行分选、合套等工序。在装配之后,成品轴承也要成套清洗。
1.装配前零件的清洗
装配前零件清洗的目的是为了除去零件表面的防锈油层,便于进行滚道尺寸的分组,保证测量精确,防止在装配过程中表面继续黏附灰尘,便于观察零件表面在库存中是否发生腐蚀点,可除掉防锈油变质形成的渣子,还可以避免油污块带入轴承滚道之中,有利于合套后的清洗。要是把清洗除尘寄托在合套后,是完全错误的,因为进入合套后的油污最难从滚动体与保持架之间清洗掉,同时装后清洗比装前清洗劳动量大得多,因此装前清洗又具有为装配各工序打下良好基础的重要意义。
滚动体、铆钉及保持架的清洗也很重要,如果不除掉防锈油,油污夹在保持架与滚动体之间则清洗困难,同时又会影响轴承旋转的灵活性。铆钉及保持架上的防锈油,也影响着铆接模具的清洁度和铆接质量。
2.清洗液及工具
清洗使用的清洗液有煤油、汽油、816金属清洗剂等。小批量生产用盆或箱盛装清洗液,用浸渍法手工清洗,大批量生产采用白动化清洗机,用液压泵将清洗剂从箱中泵出,经管道的喷嘴喷淋到零件的表面上,零件通过传送带进入喷淋区,最后装在周转箱中,送到套圈尺寸偏差分选工序。
滚动体与小型保持架及铆钉零件的清洗使用多孔的小铁桶,在油盆中清洗,并用尼龙棒搅动。清洗时必须防止滚动体表面的碰伤,因为被碰伤的滚动体会增加轴承的振动。同时还要注意盛装盒子上的尺寸公差标识,防止发生混乱标识现象。
有时采用热清洗法清洗套圈,要注意零件冷却以后再进行测量,以减少温差造成的测量误差。采用冷清洗后零件表面的水溶剂要烘干,大型轴承可擦干。特别对于高精度等级轴承、小型和微型轴承,尤其对电机轴承更要重视装配之前的清洗。
3.轴承装配后的清洗
装配后的轴承清洗,一般是在轴承清洗机上进行。清洗机按轴承型号和一定的加工范围进行专门设计,自动化程度各有不同。清洗液大多采用汽油、煤油或水剂,汽油清洗除油性好,但是有危险,水剂清洗经济安全,但清洗后要进行烘干或脱水,避免锈蚀。清洗方式可以采用喷淋式,或者采用冲洗式。轴承的内、外圈应有相对的转动,这样清洗效果会更好。
脏物及灰尘清洗不净,对轴承有以下影响:
(1)影响轴承旋转灵活性。
(2)影响游隙的测量。
(3)影响旋转精度的测量。
(4)影响轴承振动和噪声的测量。
(5)影响摩擦力矩的测量。
(6)影响轴承的使用,降低寿命。
三、套圈滚道尺寸分选
轴承套圈滚道尺寸的分选是轴承装配过程中重要的一环,它占装配劳动量的20%左右,其分选尺寸的正确性直接影响轴承内套、外套、滚动体三者配套的精确性和效率。
在20世纪40年代以前是采用“定制配套法”进行装配。此办法在小批量及单件生产方式下是较经济和较快捷的办法,但已经不能满足轴承大批量生产的需要。
到20世纪50年代以后,随着轴承产量的增多,开始采用内、外滚道分选、分组与滚动体尺寸三者组合配套法,提高了装配效率。
1.尺寸偏差分组
滚动体尺寸偏差是经过自动分选机进行分组装盒的,盒外有标识,表明尺寸的偏差值,有0.001mm、0.002mm等。而装配过程只是对套圈的滚道尺寸偏差进行分选,分选的相邻两组尺寸差为分组差或称组别。组差值小,计算值小,计算精确,则合套率较高,但在一定公差范围内,组差愈小而分的组数愈多。反之,组差大的组数少,因此分选尺寸的组差要根据轴承的尺寸大小而定。一般小型轴承滚道尺寸按0.002mm分组;中小型轴承按0.004mm分组;中大型轴承按0.005~0.01mm分组;大型、特大型轴承可按0.02~0.05mm来分组。但也要看套圈滚道尺寸偏差分布状态、径向游隙大小及工厂的习惯而定。
例如滚道尺寸偏差规定在±0.01mm,按0.002mm可分为10个组,选用钢球尺寸很方便,合套也方便。如果滚道尺寸偏差达到士0.03mm时,则要分为30个组,组数多,钢球尺寸偏差的组别也要多,合套效率就会降低。
如果要减少分选时分组数目,就必须提高磨加工的工艺装备水平,采取尺寸主动测量装置,提高磨加工尺寸的稳定性,从而促进装配效率的提高。
2.分组的方法
目前滚道分组使用的工具以手动轴承专用检测仪器、指示仪表和尺寸标准件为主,手工分选较为普遍,适用于多品种小批量的生产条件,具有更换品种调整换活很方便,操作容易,便于掌握的特点。
内圈分组一般选用D022、D023、D024内圈沟径测量仪,或D912、D913外径测量仪,及内滚道直径尺寸标准件和刻度为0.002mm或0.005mm的扇形仪表进行测量。
外圈分组一般选用D012、D013、D014外圈沟径测量仪,或D922、D923内径测量仪,及外滚道直径尺寸标准件和刻度为0.002mm或0.005mm的扇形仪表进行测量。
D022、D012仪器为深沟球轴承内、外圈沟径的专用测量仪器,以钢球作主要支点和测量点,测量值较为准确。而且在测量时不易划伤沟道表面,还有不因套圈沟径位置变化而对沟径测量精度产生影响的优点。因此,特别适合于深沟球轴承套圈沟径的分选测量,缺点是效率略低。
滚道尺寸标准件可以从产品中挑选,经计量部门鉴定,尺寸偏差要标志在标准件上,标有公称尺寸和实际偏差。
内滚道尺寸的分选应特别注意内滚道表面的碰伤,因内滚道表面外露。小型轴承分组不宜采用叠摆式摆放,超过10个套圈就容易散落、倒下,采用分选架可避免互相碰撞。使用盒装时要轻放,避免套圈互相碰撞,碰伤的零件装在轴承上最容易产生振动和噪声。
3.影响尺寸分选误差的因素
分选尺寸的准确性直接关系到合套的效率高低,在分选过程使分选尺寸产生误差的主要原因如下:
(1)工作责任心。是否树立了质量第一的思想,工作情绪及精神是否集中,都会影响到分选尺寸不真实,造成套圈尺寸混乱的情况。
(2)操作者技术水平的影响。如测量产品时用力的大小、读数准确性、对仪器仪表失灵的判断、调整和对表的技巧等。
(3)仪器及仪表示值的稳定性、支点和测量点的准确性、磨损程度、测力的均匀性等。
(4)滚道尺寸标准件的本身误差值及磨损程度,计量的误差,尺寸稳定性等。
(5)测量时温差变化的影响。
(6)被测套圈的几何形状公差的影响。
(7)测量分选时环境,光的照度对测量读数的影响,套圈和仪器清洁度的影响,装配作业间受来自外界振动的影响等。
4.正确的尺寸分选方法
(1)认真阅读装配的工艺文件。
(2)要同时使用同尺寸的两个标准件,并且要经常互相校对,或使用校对仪器。
(3)要正确使用标准件计量点位置、偏差值。
(4)校对仪器后把标准件放在分选套圈之中,使其恒温,减少温差。
(5)经常检查和校正仪器,有无失灵、位置变动等。
(6)做到班前、班后及班中的自检和两个以上操作者互检,防止出现大批量质量事故。做好每次换活之后的三校对工作,即:同时校对技术文件、标准件和仪器、首件工作。
(7)注意在测量大型轴承时,由于重量大使仪器的支点或测点产生变形,而使测量值不真。同时测量大型产品的标准件、量具等重量的影响也不可忽视。
(8)对分选工作最好开展轮流式,防止因其工作简单重复及单调性使操作者分散精神。
四、退磁
轴承零件在加工过程中,有时使用磁性夹具,装配过程中也难免有磁力线干扰,致使轴承装配后仍有残磁存在。轴承如果留有残磁,除会影响轴承的清洗质量外,还会影响轴承的使用,造成寿命缩短。
轴承退磁一般是在退磁机上进行。退磁机有一个磁力较强的线圈,采用交流退磁法进行反复磁化,当轴承通过线圈时,在交变磁场中受到一个幅值递增而方向不断变化的磁场的作用,从而使轴承零件上的剩磁减弱至某个最低限度。退磁机一般是安装在清洗前的流水线上,在轴承移动时即可进行退磁处理。
来源:轴承小白
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