张天立，孔翠翠，孟艳艳，秦昆阳

（1. 洛阳LYC轴承有限公司，洛阳 471039；2. 航空精密轴承国家重点实验室，洛阳 471039；3. 商丘技师学院，商丘476000）

1 前言

为了防止润滑剂泄露和杂质进入，轴承一般会设计密封结构，密封的效果对轴承寿命具有重要的影响[1]。因此，轴承套圈的密封槽在加工及测量的过程中需要重点控制，以保证成套轴承密封的可靠性、长寿命。

对于一些例如图 1 所示的尺寸较小的密封槽，由于触针针杆直径的局限性，无法使用触针式轮廓仪进行测量。而使用样板、量规等量具只能通过极限法定性判断密封槽的尺寸及位置是否合格，无法进行量化测量确定其实际尺寸，会导致成套轴承密封圈或防尘盖的装配成套性差、合格率低、追溯性差，产品质量无法保证[2]。本文提出使用复制胶泥结合影像测量仪对密封槽尺寸进行测量的方法能够准确测量密封槽尺寸，指导加工参数的调整及确定，提高加工质量及效率，进而保证产品质量。

图1 某型轴承外圈密封槽示意图

2 复制胶泥

2.1 复制胶泥的介绍及特点

复制胶泥是将基料和催化剂充分搅拌后，手工或借助胶枪等工具将其置入待测量部位，固化成型的一种混合材料[3]。成型后像橡胶一样的材料，可复制各种复杂零件内、外表面形状。其有以下特点：

（1）配制和固化时间短：易于混合，且两组成分混合后可在十分钟内凝固。

（2）安全环保：无毒无污染、不蒸发、无热量或气味放出。

（3）无变形且取出方便：可精确复制内、外表面形状并且几乎没有任何变形，固化后形变量极小，不用脱模剂即可取出。

2.2 复制胶泥的制备

针对如图 1 所示的某型轴承外圈密封槽，复制胶泥的制备步骤如下：（1）在量杯中，按先后顺序分别倒入等量的不同颜色的基料和催化剂，使两种材料按 1:1 的比例进行混合；（2）用搅拌棒缓缓搅动半分钟，一边搅拌一边慢慢提起搅拌棒，螺旋上升，搅拌至变为均匀的颜色；（3）手工或使用胶枪将均匀混合物置入清洗后的轴承套圈密封槽的待测部位，静置 7~10min直至固化；（4）固化后，可使用钢针等工具将复制胶泥挑出待测。通过上述步骤即可简单快捷地利用混合胶泥精确复制出待测部位的形状及尺寸。

制备好的复制胶泥成品如图 2a 所示，图示的复制胶泥为环形件的一部分，还需要使用双刃刀具及切片台座将环形件的圆周向的截面切取下来。利用胶泥固化后本身形变量极小的特点，使用影像测量仪找到环形件可视边缘的近似圆心点，并在切片台座上做好标记，以此作为切取方向，确保胶泥切片后良好的对心性。切取的厚度一般为 1mm 左右，应避免其过薄或过厚，以最大限度地保证切取平面的平整度。切取后的复制胶泥切片如图 2b 所示。

图2 复制胶泥成品及切片

3 密封槽尺寸的测量

采用德国 werth 的全自动影像测量仪对制备好的复制胶泥切片进行测量。仪器使用垂直投影法，自动聚焦待测样品表面边缘，通过捕捉待测样品边缘点、线、圆等元素进行测量分析。该仪器经校准后的 XY 平面尺寸测量不确定度U = 1.0μm (k = 2)。仪器精度能够满足密封槽尺寸测量要求。

将复制胶泥切片水平置于影像仪的玻璃平台上，使用下光源，自动聚焦获取最佳投影平面，如图 3a 所示。操作测量软件获取投影平面线元素：端面线 1，密封槽侧面线 2、线 3，台阶面线 4，密封槽底面线 5，并分析获取交点 1、交点 2，如图 3b 所示。

图3 影像测量仪测量分析示意图

分析交点 1 与交点 2 的距离，线 1 与线 2 的角度，线 1 与线 3 的距离，线 1 与线 4 的距离。使用复制胶泥多次复制轴承套圈密封槽同一测量部位，制备复制胶泥切片在影像仪上的测量数据如表 1 所示，测量结果值符合设计要求，且测量的重复性较好。

表1 同一测量部位不同复制次数下的影像仪测量数据

4 结束语

通过对轴承套圈密封槽同一测量部位共计五次的测量数据的整理分析，表明了使用复制胶泥结合影像测量仪对密封槽尺寸进行测量的方法准确可靠，测量重复性好。解决了此类型轴承套圈密封槽无法使用触针式轮廓仪直接测量的问题。避免了使用样板、量规等量具无法定量测量导致产品质量无法保证的问题。且可根据测量数据与产品技术要求的偏离，同时测量定制的加工刀具尺寸，指导加工参数的调整及确定，提高了加工质量及效率。 的基本概念[M]. 罗继伟, 等译. 北京: 机械工业出版社, 2009: 263-266.