摘 要：為解決鐵路貨車軸承密封罩生產中發(fā)生的質量問題，對生產工藝、專用工裝夾具、加工刀具、檢測方法進行改進，提高了產品質量和效率，減少因密封罩質量問題給鐵路貨車軸承生產和檢修質量造成的影響。

關鍵詞：鐵路貨車軸承密封罩 軸承滾刀 弧形卡爪 雙頭車刀

中圖分類號：U279.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0067-02

352226X2-2RZ型軸承是1999年由四方研究所研制使用于提速貨車輪對的一種新型軸承。主要由軸承外圈、內圈、滾子、保持架和密封裝置構成。密封裝置是由密封罩、內油封、外油封、密封座組成。其中密封罩大端及牙口圓周面嵌入軸承外圈內，小端壓入外油封，內油封與密封座緊密配合。軸承組裝后，內外油封之間不接觸，但它們之間的凹凸相互配合形成迷宮，主要作用是密封軸承潤滑油，防止灰塵進入。密封裝置一旦失效后，會使軸承升溫，發(fā)生燒軸或切軸的重大行車事故。據統(tǒng)計，2009年至2010年經紅外線預報并確認及列檢發(fā)現(xiàn)的貨車軸承故障，因密封罩脫出和其它原因造成的故障占比為25%左右[1]。密封罩脫出原因雖然有多種情況，但其中制造和檢修質量不高是造成密封罩脫出的主要原因之一[2]。因此，提高密封罩生產和檢修質量，對確保鐵路運輸安全具有重要意義。

我公司是鐵道部定點生產352226X2-2RZ型軸承用密封罩資質的廠家之一。密封罩材質為2.5 mm厚深沖壓用低碳冷軋薄鋼板，產品質量要求高，工藝復雜，需要冷沖拉伸成形、精車、表面磷化處理等多道生產工序，對模具質量和加工工藝要求高，稍有不慎，就會造成批量產品報廢現(xiàn)象。如何不斷改進生產中原工裝模具、工藝生產中存在的缺陷，制定更加合理的工藝規(guī)程，解決生產加工中產品質量問題，提高產品質量穩(wěn)定和生產效率，滿足軸承制造、檢修需求，是我們生產企業(yè)不斷追求努力的方向。

1 密封罩結構簡圖（圖1）

2 如何解決密封罩小端內徑尺寸符合技術要求

密封罩小端內徑在距小端面3.5 mm處測量時，尺寸公差為 mm，內徑圓柱度為VD3p0.15 mm，斜度為1∶70～100。其形位尺寸要求經冷沖壓成形、整形等工序直接獲得，不需要再進行精加工。因此，密封罩小端質量主要取決于生產模具質量精度和生產工藝。由于鋼板在冷沖壓成形過程中，雖然主要發(fā)生的是塑性變形，但產品始終具有彈性變形，在切底后釋放，在同一壓力參數下，經同一模具生產的產品，每一個產品的尺寸都不相同，特別是小端橢圓度經常超標，僅此一項，在我們早期的生產中約有20%～30%橢圓度超標現(xiàn)象，嚴重制約了產品的成品率和生產效率。

為解決發(fā)生的問題，我們從原材料開始，對每道沖壓工藝參數進行試驗性分析，發(fā)現(xiàn)影響密封罩小端尺寸的因素主要有：原材料厚度不均、落料初形高度、沖壓成形高度，以及整形的壓力和保壓時間，都影響產品質量。因此，原材料我們選用厚度為2.5±0.05 mm的一級鋼板，嚴格規(guī)定了每道沖壓工序的工藝參數。在工序上，由原來的先切底后整形工序，改為成形后直接帶底整形，這樣做的好處是，整形時小端底部有鋼板聯(lián)接，產品經過100 t以上的壓力保壓整形后，增強了小端塑性變形，減少因切底后再整形，密封罩形成一個兩級臺階的圓桶形，產生彈性變形大的現(xiàn)象，使大、小端幾何尺寸與模具尺寸更加穩(wěn)合。通過對模具和工序改進，產品一次合格率提高到90%以上。

對發(fā)生小端幾何尺寸過大、過小或橢圓度超標問題怎樣解決？在生產中，我們設計了一種軸承滾刀，就是在車刀柄上裝上一個204或205軸承，把工件大端夾在普通車床上，軸承滾刀代替車刀，調整好軸承外圈與小端接觸面，當小端內徑尺寸過大時，對小端內徑施加外擠壓力，利用工件和軸承滾刀相對轉對，全周均勻施力，此時一定要緩慢進刀，防止工件變形過大和脫落，密封罩小端內徑在外力下向內收縮，直至達到技術要求。反之，若密封罩小端內徑過小，對其由內向外施力，同樣可以調整過來。在調整的過程中發(fā)現(xiàn)，這種方法同樣可調整密封罩內徑橢圓度，在車床精度好的情況下，對尺寸平均值合格，橢圓度超標的工件，在施加一定外力的情況下，工件經過軸承滾刀的滾壓，密封罩小端橢圓度得到很大提高。

示例如圖2。

3 如何解決大端高度、小端高度和總高符合技術要求

由密封罩圖可知，密封罩總高與大端高度、小端高度和中間自由高度形成一個閉合尺寸鏈。為保證在精加工過程中各部尺寸都能得到有效控制，及時發(fā)現(xiàn)問題，我們把生產工序分解為精車小端高度并倒角、精車大端高度并倒角，在各部高度尺寸合格的情況下，最后再精車大端外徑及牙口三道工序。因為小端高度mm公差帶相對其它高度公差小，并且在生產過程中不易逐個檢測，所以要先加工小端高度。加工小端時，車床卡盤要撐住密封罩大端，一是要加工小端高度尺寸，二是要加工小端內倒角3×15°。因為密封罩為薄壁件且為圓筒形狀，若用原有車床三爪卡盤裝夾，因接觸面積小，工件易變形，平面度難找正。我們對車床三爪進行改進，把原三爪改為110°弧形卡爪，三塊組合成一個圓形卡盤，工件輕輕一放一緊，就會自動定位準確；其次，在導軌上設置限位調整裝置，方便限定車床縱向尺寸加工；再次，對車刀進行改進，設計了雙頭車刀，就是在一個刀桿上設計了兩個刀頭，或焊制兩個刀頭，根據加工工藝需求，使用不同切削方向刀頭，在不用轉動刀架的情況下，實現(xiàn)車平面和倒角同步進行，消除了因車刀的換向所產生的尺寸誤差。開工前只要調整好大拖板和刀具的位置，再用樣板調整好KEysAizahO5oqm5Px4WkIqwS2zgB6CJo4MrLxZZQuXs=倒角刀頭的角度，加工出的密封罩小端高度和倒角基本沒有變化。同理，加工大端高度和外倒角時，只是將三爪卡盤改為固定圓孔形卡盤，尾座頂針改為圓盤，采用尾座定位，就可實現(xiàn)大端高度和外倒角的控制。改進如圖3，圖4，圖5所示。

在測量上，因為密封罩總高與大端高度、小端高度和中間自由高度形成一個閉合尺寸鏈。受中間自由高度的影響，有時兩端高度在公差范圍內，總高并不一定符合要求，兩個高度公差要配合使用。所以測量時，最好要一次能測量兩個數據。高度測量儀只能測量一個方向高度，因此，我們對高度測量儀進行改進，在測量儀旁邊增加一個百分表，做到總高和大端高度同時測量，并且在連續(xù)轉動的情況下，可以測量出大小端面跳動的變化。因在生產中是百分百檢測，所以一旦某個尺寸發(fā)生變化，立即就反映出問題出在那道工序上，非常便于指導生產。

4 如何解決大端外徑尺寸和牙口符合技術要求

密封罩大端外徑及牙口是唯一需要精加工的圓柱面，按理在數控車床上是很容易實現(xiàn)。但是，加工密封罩大端外徑不僅有尺寸要求，而且有同心度、圓柱度和圓跳動量的要求，裝夾基準的選擇顯得由為重要。開始我們采用與加工小端高度同樣的110°弧形卡爪，向外撐住大端內圓加工，不僅尺寸精度無法保證，而且外徑橢圓度、圓跳動超標現(xiàn)象嚴重。分析其原因，密封罩經沖壓成形、整形后，大端外圓始終存在橢圓現(xiàn)象，只是程度大小不同，若用弧形卡爪向外撐大端內圓，大端外徑在圓形卡爪向外撐力的作用下，發(fā)生彈性變形，在車床上得到一個近視正圓，加工后，外力消除，大端外徑又恢復到沒加工前的橢圓度，橢圓度沒有因經過加工得到改善。經過多次試驗，仍然用110°弧形卡爪，以小端內徑為導向，由內向外撐住密封罩中間內圓加工，徹底消除因裝夾造成的工件變形因素，大端外徑尺寸、牙口及橢圓度就得到有力保證。

改進后生產工藝流程：剪條料—落實初形—成形—整形—切底—精車大端并倒角—精車小端并倒角—精車大端外徑及牙口—磷化

5 效果

（1）通過對352226X2-2RZ型軸承密封罩生產工藝、工裝設備、檢測手段不斷完善和改進，產品生產效率提高約10倍，成品率保持在98%以上，使密封罩的各部尺寸精度得到了有效的控制，促進經濟效益提高。

（2）良好的密封罩制造質量，為提高貨車滾動軸承的制造和檢修質量，減少外油封松動，降低脫落故障，提供有力保證。

（3）隨著重載提速貨車353130B新型軸承的推廣應用，352226X2-2RZ型軸承密封罩成功的生產經驗，為我們開發(fā)生產新型一體化353130B密封罩鋼骨架提供技術支持。

參考文獻

[1]孫傳印.貨車滾動軸承密封罩脫落原因分析及建議[J].鐵道車輛，2011（11）：40-42.

[2]竇笑梅，張昆.貨車滾動軸承新結構密封裝置外油封松動問題的探討[J].鐵道車輛，2004（8）：44.