提高轴承商品零件在磨削加工中的质量
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作者: 张跃丰
【摘 要】随着轴承商品零件市场需求的不断增加，商品零件批量生产已成为必然，促进车间在原有的生产工艺水平上必须进一步改进和提高，也是公司在工艺加工水平方面需要突破的重点。商品零件的质量特点是：单个内、外圈零件，精度要求高、批量大，尤其在内圈外球面和外圈内球面的精度及表面质量上要求较高。车间分别二批各生产四种型号的轴承商品零件，通过对比二批生产商品零件的加工质量，发现存在的质量问题，探索出一套符合轴承商品零件工艺要求的加工方法，为更好地为商品零件的大批量生产创造条件。
【关键词】提高；加工；质量
1、轴承商品零件批量生产主要质量问题及原因分析
车间共生产四种轴承商品零件，从投入到产出合格率和生产周期统计如下表(一)
从上面的统计结果来看：产品的合格率为83.1％，存在的主要缺陷有：外圈内球面VdeS超差；内径有明显振纹、螺旋纹不符合工艺要求；内圈外球面粗糙度Ra值超差、尺寸精度控制不稳定；外倒角振纹、烧伤，尺寸精度差等。分析其原因主要因素有：(1)操作人员的质量意识重视不够，对轴承商品零件加工与一般产品加工的不同特点认识不足；(2)磨加工前的毛坯质量对加工质量影响较大，经统计：外圈外径变形量VDP大于0.15mm占15%，外圈内球面变形量VDeS大于0.18mm占18%。内圈外球面余量大于0.45mm占30.5%；(3)磨削参数的选用及工艺加工方法选择不当，砂轮的组织特性，砂轮修整器调整及加工方法都直接影响到加工质量；(4)冷却方式差、冷却量小，冷却不充分容易产生加工表面烧伤、振纹；(5)机床砂轮轴的系统刚性差，原有的砂轮接长轴设计尺寸小，砂轮的线速度小，磨削能力差等都直接影响到零件的加工质量及合格率的高低。
2、提高轴承商品零件加工质量的改进措施
2.1 加强岗位培训提高操作人员的技术素质；车间通过对生产的轴承商品零件的加工工艺进行系统分析、总结，对影响商品零件生产的各道工序的加工人员进行岗位培训，由技术员，技术副主任授课讲解，并指导技术人员对生产过程中存在的质量问题进行重点攻关。
2.2 前道工序产品质量明显改善；热处理变形对后道工序磨加工影响很大。对第一批生产商品零件的变形情况及时反馈给热处理车间，经过热处理车间的质量改进并采取相应的措施，从第二批商品零件验收记录的统计来看：外圈外径变形量小，VDP大于0.13～0.17mm占7.5%，外圈内球面变形量VDeS大于0.15～0.18mm占1.5%；内圈外球面余量适中，0.4～0.52mm占18.3%，从统计数字来看，虽然按工艺验收还有部分超差，但比较第一批商品零件生产，经热处理后的商品零件在质量上有明显提高，为后道磨加工工序创造较好的加工条件。
2.3 提高内圈外球面的加工精度；内圈外球面的加工质量是关键，在第二批商品零件大批量中，通过选用合适的磨削参数，尤其是砂轮选用P600×46(65)×305 FSA/F90J/K5V60M/S(产地为青岛四砂泰益生产)，为确保砂轮修整后的质量，对砂轮修整器的轴承进行更换调整。调整工艺方法，对内圈外球面余量进行合理分布，选用二次磨削，第二次磨削选择在精磨内孔之后进行。经检测：磨加工后的内圈外球面基本满足工艺要求，粗糙度Ra值稳定在0.62～0.75um，磨削后经酸洗，烧伤项目合格率为100％，从检验记录统计出该工序的平均合格率为98.3％，为下道工序精研加工奠定基础。
2.4 改善内圈内径的表面质量；分析第一批生产商品零件，经加工后商品零件1、商品零件2，内径有明显振纹、螺旋纹等外观缺陷。通过改进冷却系统，使内冷却与外冷却结合起来，加大冷却量，提高冷却效果；改进砂轮轴接头尺寸，提高砂轮轴刚性，适当增加砂轮外径提高线速度。使得第二批生产的商品零件5、商品零件6，内径加工后振纹，螺旋纹有明显改善，能满足工艺要求。
2.5 提高精研加工交检合格率；本道精研加工是内圈外球面加工中最为关键的工序，直接影响到零件成品的合格率。在第二批商品零件生产过程中，对精研加工前内圈外球面尺寸进行分组（0.005 mm/组），调整机床工作压力为1～1.2kg，反复试验油石质量，并对精研后球径因受温度影响经验控制收缩量在0.003～0.005mm，对精研加工公差进行压缩（上差压缩10％，下差压缩15％），经抽样精研后的球径交检合格率为100％，该工序平均合格率为98.1%。
2.6 提高外圈内球面加工质量；因受热处理变形量大小不一，使磨削的状态不同影响，加工表面质量不容易保证。现采取对磨加工前球径变形量进行分组，对球径变形量大于0.15～0.18mm的零件分二次磨削，经测试粗糙度Ra值稳定在0.6～0.7um，满足工艺要求，在第二批商品零件批量中，本道工序合格率为98.5％。
2.7 外圈外倒角以车代磨工艺；第一批加工的商品零件，外倒角工艺要求为30°角，尺寸公差为0.05mm，在M2120半自动内圆磨床上加工，效率低、易振纹、烧伤，尺寸难于控制，合格率低。现采用数控车床以车代磨加工方法，效率提高3倍以上，质量又能满足工艺要求，在第二批生产倒圆弧角加工中得到验证。
3、效果评价及总结
(1)通过对第一批轴承商品零件生产中存在的质量问题进行分析，在现场反复论证并对加工质量采取相应的措施，取得明显的效果。经统计：车间生产的第二批轴承商品零件中，从投入到产出合格率和生产周期统计如下表(二)
通过二批商品零件的生产，从零件成品的合格率及生产周期的对比可以得出，第二批商品零件生产比第一批商品零件生产在质量上有较大的提高。内圈平均合格率为93.3%，提高15.5%；外圈平均合格率为98.5%，提高9.1%，生产周期缩短2.5天。为公司带来了较好的经济效益，也使车间现场工艺加工水平上一个新台阶。
(2)从轴承商品零件生产的发展趋势看，在生产组织过程中必须树立质量观点，认真对待生产中出现的质量问题以及解决问题的方法。只有从人、机、料、法、环五个方面入手，不断地在现场生产中对影响产品质量的关键工序进行反复的工艺验证，找出存在的薄弱环节及合理的加工方法，不断地改进工艺装备，解决加工质量的影响因素。
(3)抓住关键，重点解决突出的质量问题。在本次的第二批商品零件批量生产中，内圈外球面加工是最为关键的工序，其加工精度高、加工难度大，在现有的加工设备条件下直接影响到产品的合格率和生产效率。而现有的内圈外球面加工方法，即：“精磨球面加精研球面”己经不适应于目前商品零件的大批量生产，因此，走以“精磨球面代替精研球面”的工艺加工方法是今后改进的重点。
(4)从上面的统计结果来看，虽然第二批商品零件生产在合格率、生产效率上有较大的提高，但通过对现有的加工设备进行设备能力指数测算为Cmk=1.2～1.3(正常情况下Cmk＞1.67)，还有一定的差距，还必须通过设备的技术改造来提高整个工艺装备水平，提高设备的加工能力，为今后轴承商品零件的大批量生产奠定基础。
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