我國(guó)的深(shēn)溝密封球(qiú)軸承與國(guó)外先進(jìn)公司(sī)的產品內部(bù)結(jié)構參數幾乎相同,然而我國此類產品的振動(dòng)與噪聲水平卻與國外產品相差甚遠,主要(yào)原(yuán)因是在製造和工況因素(sù)的(de)影響。從軸承(chéng)行業角度來考慮,工況(kuàng)因素(sù)可以對主(zhǔ)機提出合理要求來解決,而如何降低由製造因素引起的振動和(hé)噪聲是軸承行(háng)業必須通過軸承超精機解決的問題。
國內外大(dà)量試驗表明:保持架、套圈、鋼球的加工質量對軸承振動具有不同(tóng)程度的影響,其中鋼球的加工質量對軸承振動影(yǐng)響更明顯(xiǎn),其次(cì)是套圈的加工質量,主要(yào)影響因素是鋼(gāng)球和套圈的圓度、波紋度、表麵粗糙度、表麵磕碰傷等(děng)。
我(wǒ)國鋼球產品突出的問(wèn)題是振動值離散大,表麵缺陷(xiàn)嚴重(單點、群點、凹坑等),盡管表麵粗(cū)糙度、尺寸、形狀、誤差都不低於圈外水平,但合套後軸承振動值(zhí)高(gāo),甚至產生(shēng)異音,主要問題(tí)是波紋度沒有控製(無標準、無合適測試分析儀器),同時說明機床的抗振性差(chà),砂輪、研磨盤、冷卻液、工藝參數均存在(zài)問題;另一方麵(miàn)要提高管理水平,避免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨時機性質量問題。
對於套圈,影(yǐng)響軸承振動嚴重的也是溝道波紋度(dù)和表麵粗糙度。例如,中小型深溝(gōu)球軸承內外溝道圓度大於2μm時,將對軸承振動產生明顯影響,內外溝道波紋度大於0.7μm時,軸承振(zhèn)動值隨波紋度增加(jiā)而增加,溝道嚴重磕傷可使振動(dòng)上升4dB以上,甚(shèn)至出現(xiàn)異音。
無論是鋼(gāng)球(qiú)還(hái)是套圈,波紋度產生於磨削(xuē)加工,超精研雖然可以改善波紋度並降低粗糙度,但(dàn)根本的措施是要降低磨削超精過程中的波紋度,避(bì)免隨機性磕碰傷,主要有兩方麵措施:
一是降低滾動表麵磨削超精時的振動,獲得(dé)良好的表麵加工形狀精度(dù)和表麵紋(wén)路質量為降低(dī)振動,磨超機床必須具有良好的(de)抗振性,床身等重(chóng)要結構(gòu)件具有吸振性,軸承超精機床的油石振蕩係(xì)統具有良好的抗振動性能;提高磨削速度,國外磨削6202外滾道普(pǔ)遍采用6萬電主軸,磨削速度(dù)60m/s以上,國內(nèi)一般低得多,主要受主(zhǔ)軸及主軸承性(xìng)能的限製。在(zài)高速(sù)磨削時,磨削力小(xiǎo),磨削變質層薄,不容易(yì)燒傷,又可以提高加工精度和效(xiào)率,對低噪聲球軸承影響很大;主軸動靜剛度及其速度特性對低噪聲球軸承磨削振動影響很大,剛度越高,磨削速度對(duì)磨削力(lì)的變化越不(bú)敏感,磨削係統振動(dòng)越小;提高主軸軸承支剛性,采用隨機動平衡技術,提(tí)高磨削主軸的(de)抗振性。國外磨頭振動速度(如(rú)Gamfior)約為國內一(yī)般主軸的十分之一;提高砂輪油(yóu)石的切削性能及修整質量至關重要。我國目前砂輪油石主要問題是組織結構均勻性差,嚴重影響(xiǎng)低噪聲球軸承磨超加工(gōng)質量;充(chōng)分冷卻,提高過濾精(jīng)度;提高精給係統(tǒng)的(de)進給分辨率(lǜ),降低進給慣性;合理的磨超(chāo)加工工藝參數和加工流程是不可忽視的因(yīn)素,磨削留(liú)量要小,形位公差從嚴,中小型球軸承外徑不宜用超精研,粗精磨超不宜分開,以保證良好的表麵質量。
二是提(tí)高加工基準麵精度,降低磨超加工過程(chéng)中的誤差複映外徑與端麵是磨超加工過程中的(de)定位基準(zhǔn)。外徑對溝道超精的誤差複映是(shì)通(tōng)過外(wài)徑對溝(gōu)磨,溝磨對溝超的誤差複映(yìng)間接傳遞的。如果工件在傳(chuán)遞過程中產生磕碰傷,將直接複映到滾道加工表麵上,影響軸承振動。所以必須采取以下措施(shī):提高定位基準表麵形狀(zhuàng)精度;加工過(guò)程中傳遞平穩,無磕碰傷;毛坯留量形(xíng)位誤差(chà)不能過大,特別是在留量較小時,過大誤差會造成終磨和超精結束時形狀精度尚未改(gǎi)善到最終的質量要求,嚴重影響加工質(zhì)量的(de)一致性。
從上麵(miàn)分析不難看(kàn)出:由高性(xìng)能、高(gāo)穩定性機床係統組成的自動線方式磨超加工低(dī)噪聲(shēng)球軸(zhóu)承更合適,可(kě)以(yǐ)避(bì)免磕碰傷,降低傳遞誤差,排除人工因素,提高加工效率和質量一致性,降低生產成本,提高(gāo)企業(yè)效益。
如何降低球軸承噪聲呢?應(yīng)從以下兩方麵著手努(nǔ)力:
(一(yī))製造工(gōng)藝。工藝流程精化,主要指工藝流程盡可能短,工序加工合並,生產無中間庫存,有效降低影響低噪聲球軸承性能工藝(yì)因素;生產(chǎn)潔淨(jìng)化,這是一個係統的技術,包括磨削液、超精液、清洗液、空氣、高壓空氣、生產環境等技術工藝;自動化,從車加工到裝配全過程自動化,少人或無人化;規模化,此類軸承特別是靜音球(qiú)軸承,必須形成大規模化,才能(néng)具備全球市場競爭能力。
(二)裝備(bèi)。高速磨削、電主軸精度(dù)、剛度、壽命以及各種(zhǒng)完善的檢測保護性能對磨削加工精度(dù)與效率起主要作用;磨床技術(shù),國外內圓磨床一般都具備高速磨削(xuē),交流伺服控製,進給分辨率0.25μ,全自動簡易(yì)操作,自診(zhěn)斷功能等;超精技術,主(zhǔ)要以日(rì)本(běn)大阪精機為代(dài)表的無心支承(chéng)兩工位(wèi)超精和以德國梯倫豪斯為代表(biǎo)的液(yè)壓定(dìng)心四工位超精兩種方式;在線檢測技術,二十(shí)世紀(jì)八十年代以來,日本軸承工業以主(zhǔ)動測量機外反(fǎn)饋(kuì)控製的自動磨超短線應用更為普遍。我國以此方式構成的磨超自動線應用也比較成熟,目前國內(nèi)已(yǐ)有100條左右。隨著工(gōng)業先進 主機技術不斷提高,聯線越來越簡單,逐步減少或不用主動(dòng)測量和機外檢測;無心外圓(yuán)磨床,圓外(KOYO、MIKROSA等)普遍采用滾動軸承砂輪主軸單元,具有高剛度、高精度、長壽命、裝卸方(fāng)便、使用可*等一係列(liè)優(yōu)點;床身具有阻(zǔ)尼衰減減特性;進給采用高精度微動(dòng)交流伺(sì)服係(xì)統,穩定的傳動交流變頻導輪(lún)調整係統,可具備(bèi)在(zài)線隨(suí)機智能化測(cè)量,可(kě)實現CBN砂輪磨削等,可(kě)實現自動聯線,圓度可達(dá)0.3μm,尺寸(cùn)分散可達(dá)3μm。