褚翠霞，李娜，刘辉军，高武正

(洛阳LYC轴承有限公司 031轴承厂，河南 洛阳 471039)

角接触球轴承可同时承受径向载荷和轴向载荷，具有转速高、精度高等优点，一般组配使用，能够准确测量沟道轴向位置和双沟的沟心距，有利于成组轴承进行选配。

三坐标测量仪(GLOBAL 7107)在机械加工行业中已经得到广泛应用，但其方便、快捷、准确的测量功能在轴承工件检测中并没有得到良好的展现，对于一般角接触球轴承,沟道轴向位置和沟心距(双沟)在加工工序间采用沟道位置样板、沟心距专用样板控制。但对于高精度产品，如沟道轴向位置要求±0.02 mm的内圈，采用样板控制位置的方法已经不能满足要求。

1 检测方法分析

1.1 专用样板检测

采用专用量具样板检测沟道位置,操作简单直观，检测成本较低，但是只能定性，无法量化，更无法给现用数控机床提供数据调整的依据；而且样板检测误差比较大，与操作者的熟练程度有关，尤其对于高精度的沟道位置要求，样板控制手段就显得力不从心。

1.2 轮廓仪检测

使用V形块和固定挡板在轮廓仪上检测沟道位置，首先将标准件基准端面一端靠在固定挡板上，然后检测标准件沟的形状，保存其图形，在同样的位置用同样的方法测量工件的沟道形状并保存其图形，在图形里测量沟底到同一基准的距离，两次测量的差值即为工件和标准件沟道位置的差值。但是在轮廓仪上检测沟道位置，工件的定位精度不易控制，每次装夹工件的倾斜角度不同，沟道位置的测量结果都会有变化，其误差大小不容易掌握。

2 三坐标测量仪检测

2.1 内圈沟道轴向位置检测

三坐标测量仪检测方法的原理如图1所示。

(1)将D051仪器下端用于支承钢球的尖点改为平台支承面；

(2)将D051仪器一侧支点换成千分表(细表针)；

(3)将D051仪器放在三坐标测量仪平台上，并将D051仪器平台调整水平；

(4)将被测工件非基准端面朝下放置在D051仪器平台上，使D051仪器两侧支点与工件沟道接触，粗略找正沟道径向最大点；

(5)通过调整D051仪器升降机构，找沟道位置中心，即测量线与沟道直径重合时，锁紧工作台，将三坐标测量仪z轴零点设在D051仪器的平台端面上，在被测工件的基准端面上移动三坐标测量仪测头，记录z坐标的数值(设为h1)；

(6)翻转被测工件，将基准端面朝下置于D051平台上，调整D051仪器升降机构，找沟道位置中心，即测量线与沟道直径重合时，锁紧工作台，在被测工件的非基准端面上移动三坐标测量仪测头，记录z坐标的数值(设为h2)；

(7)计算被测工件沟道位置

式中：B为被测内圈实际宽度；h1为被测内圈基准端面测量z值；h2为被测内圈非基准端面测量z值。

1—D051一侧支点；2—D051下端支点；3—升降机构；4—平台；5—检测工件；6—D051另一侧支点；7—三坐标测量仪测头

2.2 双沟沟心距测量

将被检测工件放置在调整好的D051仪器上，先通过D051仪器两侧支点与工件沟道接触，粗略找正沟道径向最小点，再通过D051调整螺栓找沟道径向最小点，用三坐标测量仪测出被测件上端面z轴高度，然后用D051调整螺栓找正另一沟道径向最小点，此时再用三坐标测量仪测出z轴的变化值，即可得出双沟的沟心距。

3 检测实例

3.1 内圈沟道轴向位置检测数据

7211ACTA/P5/02角接触球轴承内圈沟道轴向位置设计要求为(10.5±0.02)mm。三坐标测量仪和D051仪器、轮廓仪和专用样板检测结果见表1。由表中数据可知，3次测量一个工件的同一位置，用三坐标测量仪和D051仪器检测得到的数据比较稳定，且每次测量的数据比较准确；轮廓仪检验沟道轴向位置的误差范围较大；而专用样板检测只能定性，无法定量。

表1 7211ACTA/P5/02的检测数据对比

3.2 沟道检测数据的应用

以组配角接触球轴承凸出量δ0为例说明准确检测沟道位置对产品加工的影响，如图2所示。由图可知

δ0=C-T，T=ai+ae-S/2，

式中：C为外圈宽度；T为无预载时外圈基准端面到内圈基准端面的轴向距离；S/2为径向游隙引起的轴承轴向位移；ai为内圈沟道位置；ae为外圈沟道位置。经分析可知：套圈宽度B,C和内、外圈沟道位置的加工公差对轴承凸出量的影响很大，套圈宽度B或C的加工偏差容易控制，所以能准确地测量出沟道位置，对角接触球轴承凸出量选配和双列角接触球轴承配套显得尤为重要。

图2 角接触球轴承凸出量组配方式

4 结束语

利用三坐标测量仪和D051仪器测量角接触球轴承内圈沟道轴向位置，测量误差比样板测量和轮廓仪测量小，并可准确计算出沟道轴向位置数值，指导数控加工沟道位置尺寸。但是此种测量方法效率不高，不能广泛应用于生产现场，只能作为一种校对的手段，可用于选择标准件。