1 前言
关节轴承球面是对称的，尺寸规格也比较小，有成熟的加工技术
其球面粗磨给精磨的留量通常小于0．06mm，精磨给研磨的留量小于0．02mm
内圈球面尺寸用卡规测量，球面位置用D022仪器测量对称度；外圈球面尺寸用手枪表测量，球面位置用D012仪器测量对称度等，这些控制方法可以保证质量要求
但是加工球面不对称、内径φ70mm、球面直径φ100mm、外圈外径φ 115．5mm尺寸规格较大的新产品，上述方法已不适用
2 改进工艺确定球面新留量
2．1 分析现工艺留量
原轴承工艺规定球面留量如图1
在图1原工艺中规定内圈球面粗磨的留量为0．06mm，精磨留量为0．02mm，沟位置允差为±0．05mm，用沟位置样板控制球面位置
外圈球面同内圈
试磨第一件内圈球面发现，放置球面位置样板因人而异，不同状态看球面的透光状况有差异；而且调整粗磨球面中心位置时发现，球面位置变化对非对称球面的小端尺寸影响比较大
图1中粗磨内圈球面的小端距球面中心位置尺寸32．75±0．05mm，球面直径为Sφ100．06mm，当球面中心位置从19mm化到19．1mm时，非对称球面的小端直径尺寸变化范围为 75．55mm~75．73mm；当球面中心位置变0．2mm时，非对称球面的小端直径尺寸变化范围0．35mm，可见预留到下道工序现工艺留量(0．06mm)就不够了
2．2 改进留量和工艺
(1)根据上述问题，决定将粗磨球面的留量加大到0．3mm，相对球面曲率半径砂轮修整尺寸设定稍大(设定为R50．3mm)
(2)制定了精磨和研磨连续磨削的工艺路线(一次装夹中间修整)，使两次磨削的球面中心位置保持不变，以避免球面中心位置变化影响球面两端留量不够
3 严格控制终磨球面形位质量
(1)用三台外径测量仪，分别测量球面轴向三个不同位置直径尺寸，可反映球面的尺寸形状位置
测内圈球面示意图见图2，其中用D913平测头测球面最大尺寸(直径)，用两台D022尖测头(或圆测头)测其两侧垂直轴线的直径尺寸
图2 三处直径测点示意图
(2)制作球面标准件，作为精磨、研磨时对表和计量基准
制作球面标准件时，先用研磨球面位置样板调整球面磨削的形状位置，然后用三台外径测量仪测量球面三个不同位置的直径尺寸，进一步调整球面磨削的形状位置
用三台仪器测量时应注意以下问题：
(a)选好表点和测点
D913用平测点和表点，大端测点和小端测点与表点尖端R要相应一致(R尽可能小些)
(b)选好测点高度
D913测量该产品球面最大尺寸，测点高度距基面19mm；D022测大端测点距基面高度4．6mm，测小端测点距基面高度46 mm
因还没有球面标准件，用相应外径标准件调整仪器，D913测点按研磨球面直径尺寸Sφ100mm对表，D022用尖点测量大端测点处直径为95．763mm，小端测点处直径为84．166mm
(c)计算调整量
当表点不尖，用相应外径标准件调整仪器对表，在测量球面时测点位置有变化，要计算修正值
如测点与表点的尖端为R=1mm、球面直径尺寸Sφ100mm、球面中心高度距基面19mm，轴承基面为测量基准时：
大端接触点高度修正量=14．4÷51=0．28mm，
小端接触点高度修正量=-27÷51=-0．53 mm，
大端测点对表值=95．93-0．04×2=95．85mm，
小端测点对表值=84．836—0．15 X 2=84．536mm
(d)掌握相应的尺寸范围和变化规律控制磨削质量
当内球面直径尺寸磨削到Sφ100mm、球面中心高度距基面可以是19±0．05mm，需按表1控制各测点测量值
表1球面中心距基面高度与大小端测量值的关系
球面中心
距基面高度/mm
大端测量值/mm
小端测量值/mm
18.950
95.880
84.470
19.000
95.850
84.536
19.050
95.820
84.597
相应的尺寸范围和变化规律，控制磨削的球面尺寸形状位置在允许范围内，加工出可用作标准件的产品
正常生产时，仍然使用三台外径测量仪对照标准件对表和测量，能提高测量准确性，使磨削的球面尺寸形状位置满足产品质量要求
4 结论
(1)球面不对称、尺寸规格大的关节轴承粗磨加T留量应适当加大
(2)用三台外径测量仪测量球面时，要选好表点和测点，测准测点高度，要根据表点、测点