摘　要：为解决铁路货车轴承密封罩生产中发生的质量问题，对生产工艺、专用工装夹具、加工刀具、检测方法进行改进，提高了产品质量和效率，减少因密封罩质量问题给铁路货车轴承生产和检修质量造成的影响。
　　关键词：铁路货车轴承密封罩；轴承滚刀；弧形卡爪；双头车刀
　　352226X2-2RZ型轴承是1999年由四方研究所研制使用于提速货车轮对的一种新型轴承。主要由轴承外圈、内圈、滚子、保持架和密封装置构成。密封装置是由密封罩、内油封、外油封、密封座组成。其中密封罩大端及牙口圆周面嵌入轴承外圈内，小端压入外油封，内油封与密封座紧密配合。轴承组装后，内外油封之间不接触，但它们之间的凹凸相互配合形成迷宫，主要作用是密封轴承润滑油，防止灰尘进入。密封装置一旦失效后，会使轴承升温，发生烧轴或切轴的重大行车事故。据统计，2009年至2010年经红外线预报并确认及列检发现的货车轴承故障，因密封罩脱出和其它原因造成的故障占比为25%左右^[1]。密封罩脱出原因虽然有多种情况，但其中制造和检修质量不高是造成密封罩脱出的主要原因之一^[2]。因此，提高密封罩生产和检修质量，对确保铁路运输安全具有重要意义。
　　我公司是铁道部定点生产352226X2-2RZ型轴承用密封罩资质的厂家之一。密封罩材质为2.5mm厚深冲压用低碳冷轧薄钢板，产品质量要求高，工艺复杂，需要冷冲拉伸成形、精车、表面磷化处理等多道生产工序，对模具质量和加工工艺要求高，稍有不慎，就会造成批量产品报废现象。如何不断改进生产中原工装模具、工艺生产中存在的缺陷，制定更加合理的工艺规程，解决生产加工中产品质量问题，提高产品质量稳定和生产效率，满足轴承制造、检修需求，是我们生产企业不断追求努力的方向。
　　1　密封罩结构简图（图1） 　　2　如何解决密封罩小端内径尺寸符合技术要求
　　密封罩小端内径在距小端面3.5mm处测量时，尺寸公差为，内径圆柱度为VD3p0.15mm，斜度为1∶70～100。其形位尺寸要求经冷冲压成形、整形等工序直接获得，不需要再进行精加工。因此，密封罩小端质量主要取决于生产模具质量精度和生产工艺。由于钢板在冷冲压成形过程中，虽然主要发生的是塑性变形，但产品始终具有弹性变形，在切底后释放，在同一压力参数下，经同一模具生产的产品，每一个产品的尺寸都不相同，特别是小端椭圆度经常超标，仅此一项，在我们早期的生产中约有20%～30%椭圆度超标现象，严重制约了产品的成品率和生产效率。
　　为解决发生的问题，我们从原材料开始，对每道冲压工艺参数进行试验性分析，发现影响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、冲压成形高度，以及整形的压力和保压时间，都影响产品质量。因此，原材料我们选用厚度为2.5±0.05mm的一级钢板，严格规定了每道冲压工序的工艺参数。在工序上，由原来的先切底后整形工序，改为成形后直接带底整形，这样做的好处是，整形时小端底部有钢板联接，产品经过100t以上的压力保压整形后，增强了小端塑性变形，减少因切底后再整形，密封罩形成一个两级台阶的圆桶形，产生弹性变形大的现象，使大、小端几何尺寸与模具尺寸更加稳合。通过对模具和工序改进，产品一次合格率提高到90%以上。
　　对发生小端几何尺寸过大、过小或椭圆度超标问题怎样解决？在生产中，我们设计了一种轴承滚刀，就是在车刀柄上装上一个204或205轴承，把工件大端夹在普通车床上，轴承滚刀代替车刀，调整好轴承外圈与小端接触面，当小端内径尺寸过大时，对小端内径施加外挤压力，利用工件和轴承滚刀相对转对，全周均匀施力，此时一定要缓慢进刀，防止工件变形过大和脱落，密封罩小端内径在外力下向内收缩，直至达到技术要求。反之，若密封罩小端内径过小，对其由内向外施力，同样可以调整过来。在调整的过程中发现，这种方法同样可调整密封罩内径椭圆度，在车床精度好的情况下，对尺寸平均值合格，椭圆度超标的工件，在施加一定外力的情况下，工件经过轴承滚刀的滚压，密封罩小端椭圆度得到很大提高。
　　示例如图2。 　　3　如何解决大端高度、小端高度和总高符合技术要求
　　由密封罩图可知，密封罩总高与大端高度、小端高度和中间自由高度形成一个闭合尺寸链。为保证在精加工过程中各部尺寸都能得到有效控制，及时发现问题，我们把生产工序分解为精车小端高度并倒角、精车大端高度并倒角，在各部高度尺寸合格的情况下，Z后再精车大端外径及牙口三道工序。因为小端高度公差带相对其它高度公差小，并且在生产过程中不易逐个检测，所以要先加工小端高度。加工小端时，车床卡盘要撑住密封罩大端，一是要加工小端高度尺寸，二是要加工小端内倒角3×15°。因为密封罩为薄壁件且为圆筒形状，若用原有车床三爪卡盘装夹，因接触面积小，工件易变形，平面度难找正。我们对车床三爪进行改进，把原三爪改为110°弧形卡爪，三块组合成一个圆形卡盘，工件轻轻一放一紧，就会自动定位准确；其次，在导轨上设置限位调整装置，方便限定车床纵向尺寸加工；再次，对车刀进行改进，设计了双头车刀，就是在一个刀杆上设计了两个刀头，或焊制两个刀头，根据加工工艺需求，使用不同切削方向刀头，在不用转动刀架的情况下，实现车平面和倒角同步进行，消除了因车刀的换向所产生的尺寸误差。开工前只要调整好大拖板和刀具的位置，再用样板调整好倒角刀头的角度，加工出的密封罩小端高度和倒角基本没有变化。同理，加工大端高度和外倒角时，只是将三爪卡盘改为固定圆孔形卡盘，尾座顶针改为圆盘，采用尾座定位，就可实现大端高度和外倒角的控制。改进如图3，图4，图5所示。 　　在测量上，因为密封罩总高与大端高度、小端高度和中间自由高度形成一个闭合尺寸链。受中间自由高度的影响，有时两端高度在公差范围内，总高并不一定符合要求，两个高度公差要配合使用。所以测量时，Z好要一次能测量两个数据。高度测量仪只能测量一个方向高度，因此，我们对高度测量仪进行改进，在测量仪旁边增加一个百分表，做到总高和大端高度同时测量，并且在连续转动的情况下，可以测量出大小端面跳动的变化。因在生产中是百分百检测，所以一旦某个尺寸发生变化，立即就反映出问题出在那道工序上，非常便于指导生产。
　　4　如何解决大端外径尺寸和牙口符合技术要求
　　密封罩大端外径及牙口是需要精加工的圆柱面，按理在数控车床上是很容易实现。但是，加工密封罩大端外径不仅有尺寸要求，而且有同心度、圆柱度和圆跳动量的要求，装夹基准的选择显得由为重要。开始我们采用与加工小端高度同样的110°弧形卡爪，向外撑住大端内圆加工，不仅尺寸精度无法保证，而且外径椭圆度、圆跳动超标现象严重。分析其原因，密封罩经冲压成形、整形后，大端外圆始终存在椭圆现象，只是程度大小不同，若用弧形卡爪向外撑大端内圆，大端外径在圆形卡爪向外撑力的作用下，发生弹性变形，在车床上得到一个近视正圆，加工后，外力消除，大端外径又恢复到没加工前的椭圆度，椭圆度没有因经过加工得到改善。经过多次试验，仍然用110°弧形卡爪，以小端内径为导向，由内向外撑住密封罩中间内圆加工，彻底消除因装夹造成的工件变形因素，大端外径尺寸、牙口及椭圆度就得到有力保证。
　　改进后生产工艺流程：剪条料—落实初形—成形—整形—切底—精车大端并倒角—精车小端并倒角—精车大端外径及牙口—磷化。
　　5　效果
　　（1）通过对352226X2-2RZ型轴承密封罩生产工艺、工装设备、检测手段不断完善和改进，产品生产效率提高约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，促进经济效益提高。
　　（2）良好的密封罩制造质量，为提高货车滚动轴承的制造和检修质量，减少外油封松动，降低脱落故障，提供有力保证。
　　（3）随着重载提速货车353130B新型轴承的推广应用，352226X2-2RZ型轴承密封罩成功的生产经验，为我们开发生产新型一体化353130B密封罩钢骨架提供技术支持。
　　参考文献
　　[1]孙传印.货车滚动轴承密封罩脱落原因分析及建议[J].铁道车辆，2011（11）:40-42.
　　[2]窦笑梅，张昆.货车滚动轴承新结构密封装置外油封松动问题的探讨[J].铁道车辆，2004（8）:44.