我國的深(shēn)溝密封球(qiú)軸承(chéng)與(yǔ)國外先進公司的產品內部結構參(cān)數幾乎相同,然而我國此類產品的振動與噪聲水平(píng)卻與(yǔ)國外產品相(xiàng)差甚遠,主要原因是(shì)在製造和(hé)工況(kuàng)因(yīn)素的影響。從軸承(chéng)行業角度來考慮,工況因素可以(yǐ)對主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噪聲是(shì)軸承行業必須通過軸承超精機解決的問題。
國內(nèi)外大量(liàng)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程度(dù)的影響,其中鋼球的(de)加工質量對軸承振動影響更明顯,其次是套圈的加工質量(liàng),主要影響因素是鋼球和套圈的圓度、波紋度、表麵粗糙度、表麵磕碰傷等。
我國鋼球(qiú)產品突出的問題是振動值離散大,表麵缺陷嚴重(單(dān)點、群點、凹坑等),盡管表麵(miàn)粗糙度、尺寸、形狀(zhuàng)、誤差都不低於圈外(wài)水平,但合套後軸承振動值高(gāo),甚至產生異音,主要(yào)問題(tí)是波(bō)紋度沒有控製(無標準、無合適測試分析(xī)儀器),同時說明機床(chuáng)的抗(kàng)振(zhèn)性差,砂(shā)輪、研磨盤(pán)、冷卻液、工藝參數(shù)均存在問題;另一方(fāng)麵要提高管理水平,避免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨時機性質量(liàng)問題。
對於套圈(quān),影(yǐng)響軸承振動嚴重的也是溝道波紋度和表麵粗糙度。例如,中小型深溝球軸承內外溝道圓度大(dà)於2μm時,將對軸(zhóu)承振動產(chǎn)生明顯影響,內外溝(gōu)道波紋度大於0.7μm時,軸承振動值隨波紋度增加而增加,溝道嚴重磕傷可使振動上升4dB以上,甚(shèn)至出現異(yì)音。
無論是鋼球還是套圈,波紋度產生於磨削加(jiā)工,超精研雖然可以改善波紋度並降低粗糙度,但根本的措施是要降低磨削超精過程(chéng)中的波紋度,避免隨機性磕碰傷,主要有兩方麵措施:
一是(shì)降低滾動表麵磨削(xuē)超精時的振(zhèn)動,獲得良好的表麵加工形狀(zhuàng)精度和表(biǎo)麵紋路質量為降低(dī)振動(dòng),磨(mó)超機(jī)床必須具有良好(hǎo)的抗(kàng)振性,床身等重(chóng)要結構件(jiàn)具有吸振性,軸承超精機床的油石振蕩(dàng)係統具有良好的抗振動性能;提高(gāo)磨削速度,國外磨(mó)削6202外滾道普遍采用6萬電主軸,磨削速度60m/s以上,國內一(yī)般(bān)低得多,主要受主軸及主軸承性能的限製。在高速磨削(xuē)時,磨削(xuē)力小(xiǎo),磨削變質層薄,不容易燒傷,又可以提高加工精度和效率,對低噪聲球軸承影響很大;主軸動靜剛度及其速度(dù)特(tè)性對低噪聲球軸承磨削振動影響很大,剛度越高,磨削速度對磨削力的變化(huà)越不敏感,磨削係統振動越(yuè)小;提(tí)高主軸軸承支剛性,采用(yòng)隨機動平(píng)衡技術,提高磨削主軸的抗振性。國外磨頭振動速度(如(rú)Gamfior)約為國(guó)內一般主軸的十分之(zhī)一;提高砂輪油石的切削性能及(jí)修整質量至關重要。我國目前砂輪油石主要問(wèn)題是(shì)組織結構均勻性差,嚴重影響低(dī)噪聲球軸承(chéng)磨超加工質(zhì)量(liàng);充分冷卻,提高過濾精度;提高精給係統的進給分辨率(lǜ),降(jiàng)低進給慣性;合理的磨超加工工藝參數和加工(gōng)流程是不可忽視的因素,磨削留量要小,形位公差從嚴,中小型(xíng)球軸承(chéng)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。
二是提高加工基準麵精度,降(jiàng)低磨超加工過程中的(de)誤差複映外徑(jìng)與端麵是磨超加工過程中(zhōng)的定(dìng)位基準。外徑對溝道超精的誤差(chà)複(fù)映是通過外(wài)徑對溝磨,溝磨對溝超的誤差(chà)複映間接傳遞的。如果工(gōng)件在傳遞過程中(zhōng)產生磕(kē)碰傷,將(jiāng)直接複映到滾道(dào)加工表(biǎo)麵上,影響軸承振動。所以必須采取以下(xià)措施:提高(gāo)定位基準表麵形狀精度;加工過程中傳遞平穩,無磕(kē)碰傷;毛坯留量形(xíng)位誤差不能過大,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善到最(zuì)終的質量(liàng)要求,嚴重影響加工質量的一(yī)致性。
從上麵分析不難看出:由高性能、高穩定性機床係統組成的自動線方式磨超加工低(dī)噪聲球軸承更合適,可以避免磕碰傷,降低傳遞誤(wù)差,排除人(rén)工因素(sù),提(tí)高加工效率和質量一(yī)致性,降低生產成本,提高企業效益。
如何降低球軸承噪聲呢(ne)?應從以下兩方麵著手努力:
(一(yī))製(zhì)造工藝。工藝流程精化,主要(yào)指工藝流程盡可(kě)能(néng)短,工序加工合並,生(shēng)產無中間庫存,有效降(jiàng)低影響低噪聲球軸承性能工藝因素;生產潔淨化,這是一個係統的技術,包括(kuò)磨削液、超(chāo)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(wú)人化;規模化,此類軸承特別是靜音球軸承,必須(xū)形成大規模化,才能具備全球市場競爭能(néng)力。
(二)裝備。高速磨(mó)削、電主軸精度、剛度、壽命以及各種完善的檢測保(bǎo)護性能(néng)對磨削加工精度與效率起(qǐ)主(zhǔ)要作(zuò)用;磨床技術,國外內圓(yuán)磨床一(yī)般都具備(bèi)高速磨削(xuē),交(jiāo)流伺服控製(zhì),進給分辨率0.25μ,全自動簡易(yì)操(cāo)作,自診斷功能(néng)等(děng);超精技術,主要以日本大阪精機為代表的無心支承兩工位超精和以德國梯倫豪斯為代表的液壓定心(xīn)四工位超精兩種方式;在線檢測技術,二十(shí)世紀(jì)八十(shí)年代以來,日(rì)本軸承工業(yè)以主動測量機外反饋控製的自動(dòng)磨超(chāo)短線(xiàn)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(jiào)成熟(shú),目前(qián)國(guó)內已有100條(tiáo)左右。隨著工業先進 主機技術(shù)不斷提高,聯線越來越簡單,逐步減少或不用主動測量和機外檢測;無(wú)心外(wài)圓磨床,圓(yuán)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、裝卸方便、使用可*等(děng)一係列優點(diǎn);床身具有阻尼衰減減特性;進給采用高精度微動交流伺服係統,穩定的(de)傳動交流變頻導輪調整係統,可具備在(zài)線隨機智能化測量,可實現CBN砂輪磨削等,可實現自(zì)動聯線,圓度可達0.3μm,尺寸分散可達3μm。