轴承倒角去毛刺 | 便于安装定位,让机械设备性能更稳定

发布时间: 07月28日 浏览次数:292

 

倒角作为零部件表面加工的基础工序,推进着轴承精密加工的进程。

 

倒角指的是把工件的棱角切削成一定斜面的加工。在零件加工的过程中出来的粗胚件会有毛刺,而为了去除这些毛刺就出现了倒角。而且在零件的装配中,为了方便分清方向和位置,也会用倒角来作为定位和定向的作用。其中还有一些圆弧型的倒角还会起到一种减小零件之间应力集中的作用。

 

轴承也不例外,倒角既能去除毛刺,又能影响轴承装配和性能。

 

从上图我们可以看出轴承装入轴箱和轴之间,其倒角均比轴承箱与轴肩的倒角要大,轴承的倒角必须比这个圆弧大才能保证轴承贴合到轴向定位面。

 

如上图所示当轴承倒角小于轴承箱与轴肩倒角时,无法装配到位,容易造成轴承倒角处应力集中,装配倾斜,其他配合零件无法匹配等一系列问题。

 

 1  轴承倒角的意义

 

轴承在机械设备上起到重要的支撑承托作用。评价轴承的品质指标包括:寿命、精度、转速、噪音。倒角对于轴承来说,无论从材料上还是工艺上,都算至关关键的。可以助力各项指标的协同实现,从而让机械设备性能更稳定。因此轴承在装配过程中必须充分考虑倒角的配合。轴承倒角有什么作用?具体来讲:

 

①首先方便安装并起导向定位作用。圆角可以保证很好的过渡、加强轴类零件强度的作用。通常轴承的外圈外倒角和内圈的内倒角均为圆角,有效的避免减少接触应力。轴承依靠轴肩在轴向定位,而机械加工的工艺特点注定轴肩末端存在圆角,轴承倒角可避开圆角,保证轴向定位精准。一些圆弧倒角(或称为圆弧过渡)还可以起到减小应力集中的好处,还利于拆卸。

 

 

②提升品质。轴承钢在进行热处理前粗加工时必须有倒角,这样对于材料的热处理时,释放应力、重新分布内部组织结构、防止和减少裂纹变形都是有非常重要的作用。也让零件变得更加美观。一些图纸上还会专门将倒角标注出来,这是安装工艺的要求。

 

③倒角去毛刺,使产品不锋利,不会割伤使用者。加工过程中,零件边缘会产生毛刺,毛刺的大小取决于加工工艺与材料延展性,毛刺会一定程度上影响零件的装配。所以零件边缘都会做出倒角以铲除毛刺。

 

图源:NTN(恩梯恩) 

 

④倒角可对轴承频繁更换作故障排除。轴承频繁更换原因有很多,如轴承遇到不适当的轴台肩支撑引起轴的弯曲;轴承在轴承箱内支撑不足,导致外环扭曲;轴和内圈变形,轴承内圈不均匀膨胀;轴承盒和外圈变形,轴承被挤压等等。重新加工倒角作为修复轴承故障的解决方案之一,可消除应力(或加轴肩卡环),以获得足够的支撑。

 

 2  挤压去毛刺

 

挤压去毛刺是快速、成熟的加工过程,是无法使用斜切时的最佳选择。

 

通过将倒角工具和去毛刺刀具置于滚齿中,在滚齿的端面棱创建倒角。通过将工件在刀具上来回滚动进行去毛刺或倒角。

 

倒角和旋转去毛刺刀具 图源:Gleason(格里森旋)

 

钻孔、倒角、去毛刺一体刀 图源:Bencere(奔赛)

 

挤压去毛刺是已经相当成熟的过程,可实现齿轮的快速整洁去毛刺和倒角。通常在由于齿轮几何形状而无法通过斜切工艺进行倒角时,才使用齿轮挤压去毛刺。

 

挤压去毛刺通过使用卷边和去毛刺刀具完成。两个刀具分别转入齿轮。通过齿轮在刀具中的滚轧完成挤压去毛刺。同时,在齿轮的端面棱上创建倒角。根据需要,可使用抛光轮去除二次毛刺。

 

图源:埃马克 (EMAG GmbH & Co. KG )

 

 3  装配倒角最小值和最大值

 

国家标准对轴承装配倒角尺寸最大值作了相应的规定。为了保证轴承能够贴合轴肩和外壳孔挡肩,即确保轴承套圈端面与轴肩或挡肩的有效接触,轴承的装配例角应大于轴肩或外壳孔挡肩处的最大圆角半径。因此,必须规定轴承装配例角的最小值。

 

轴承的装配倒角最小值对于用户来说是非常重要的。通常轴承的产品样本上给出装配倒角的最小值,以指导用户选型,装配倒角最小值属于轴承的基本外形尺寸,而轴承的装配倒角最小值确定后,轴承的倒角是在一个规定范围之内的。

 

图源:FAG

 

从便于安装的角度考虑,轴承的装配倒角在轴向和径向的座标尺寸是不相同的,通常轴向倒角尺寸大于径向倒角尺寸。而有些装备角度不同,根据客户要求也会做成大倒角和小倒角。

 

 4  进口轴承的倒角为什么是黑色的

 

那么,为什么进口轴承的倒角要做成黑色或者发蓝,而国产轴承的倒角一般是亮色或微污色?这是一个技术差异性问题。国外的轴承生产企业大多工艺先进,尤其是瑞典SKF轴承、美国TIMKEN轴承和德国FAG轴承的工艺是非常先进的。这些进口轴承的黑角倒角是热处理过程中形成的。内外圈的表面需要进行热处理,然后再进行加工。但是倒角部位不再加工,所以会留下黑的痕迹。这个痕迹是在金属表面内部的。而国产轴承的倒角是经过热处理之后磨加工或车制的,所以国产轴承的倒角多是亮色或发乌的白色。

 

图源:INA(舍弗勒)

 

在SKF轴承得到启发,这些工艺目前已成功用于中国的轴承生产。一般轴承的倒角都不加工,倒角的颜色全靠喷丸掌控。通常轴承的外圈外倒角和内圈的内倒角均为圆角,就安装方面而言,肯定是圆角要比45度角好。我们知道,轴承的内外圈与轴或孔的配合均为过渡或小过盈,而且轴承的硬度要高,圆角可以保证很好的过渡性装入。

 

上海国际去毛刺&表面精加工技术展览会

2021.12.22-24

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