我國(guó)的深溝密封球軸承與國外(wài)先進公司的產(chǎn)品內部結構(gòu)參數幾乎相同,然而我國此類產品的振動與噪聲水平卻與國外產品相(xiàng)差甚遠,主要原因是在製造和工況因素的影響。從軸(zhóu)承行業角度來考慮,工況因素可以(yǐ)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(qǐ)的振動和噪聲是軸承行業必(bì)須通過軸承超精機解(jiě)決的問題。
國內外大量試驗表明:保持架、套圈、鋼(gāng)球(qiú)的加工質量對軸承振動具有不同程度(dù)的影(yǐng)響,其中鋼球(qiú)的(de)加工質量對軸承振動影響更明顯,其次是套圈的加工(gōng)質量(liàng),主要影響因素是鋼球和套圈(quān)的圓度、波紋度、表麵粗糙度、表(biǎo)麵磕碰傷等。
我國鋼球產品突出的問題是振動值(zhí)離散大,表麵缺陷嚴重(單點(diǎn)、群點、凹(āo)坑等),盡管表麵粗糙(cāo)度、尺寸、形狀(zhuàng)、誤差(chà)都不低於圈外(wài)水平,但合套後軸承(chéng)振動值高,甚至產生異音(yīn),主要問題是波紋度沒有控製(無標準、無合適測試(shì)分析(xī)儀器),同時說明機床的(de)抗振性(xìng)差,砂輪、研磨盤、冷卻液、工藝(yì)參數均存在問(wèn)題(tí);另一方麵要提高管理水平,避(bì)免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨時機性質量問題。
對於套圈,影響軸承振動嚴重的也是溝道波紋(wén)度和表麵粗糙度(dù)。例如,中小型深溝球軸承內外溝道圓(yuán)度大(dà)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,軸承振動值隨(suí)波(bō)紋度增加而增加,溝道嚴重磕傷(shāng)可使振動上升(shēng)4dB以上,甚至出現異音。
無論是鋼球還(hái)是套圈,波紋度產生於磨削加工,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(dī)磨削超精過程中的波(bō)紋度,避免隨機性磕(kē)碰傷,主(zhǔ)要有兩方麵措施:
一是降低滾動表麵磨削超(chāo)精時的振動,獲得良好的表麵加工形(xíng)狀精度和表麵紋路質量(liàng)為降低振動,磨超機床必須具有良(liáng)好的抗振性,床身等重要結構件具有吸振性,軸承超精機床的油石振蕩係統具有良好的抗振動性能;提高磨削速度,國外磨削(xuē)6202外滾道(dào)普遍采用(yòng)6萬電主軸,磨削速度60m/s以上,國內一般低得多,主要受主軸及主軸承性能的限製。在高速磨削時,磨削力小,磨削變質層薄,不容易燒傷,又可以(yǐ)提高加工精度和效率,對(duì)低噪聲球軸承影響很大;主(zhǔ)軸(zhóu)動靜剛度及(jí)其速度特性對低噪聲球(qiú)軸承磨削振動影響很大,剛度越(yuè)高,磨削速度對磨(mó)削力的變化越不敏感,磨削係統振動(dòng)越小;提高主軸軸承(chéng)支剛性,采用隨機動(dòng)平衡技術,提高磨削主軸的抗振性。國外磨(mó)頭振動速度(如Gamfior)約為國內一般(bān)主軸的十分之一;提高砂(shā)輪油石的切削性能及修整質量至關重要。我(wǒ)國目前砂輪油(yóu)石主要問題是(shì)組織結構均勻性差,嚴重影響低噪聲球軸承磨超加工質量;充分冷卻,提高過濾精度;提高精給係統的進給分辨率,降低進給(gěi)慣性;合理的磨超加工工藝參數和加工流程是不可忽視的因(yīn)素,磨削留量要小,形位公差從嚴,中小型球軸承外(wài)徑不宜用超精研,粗精磨超(chāo)不(bú)宜分開,以保證良好的表麵質量。
二是提高加工(gōng)基準麵精度,降低磨超加工過程中的誤差複映外徑與端麵是(shì)磨超加工過程中的定位基準。外徑對溝道超精的誤差複映是通過外徑對溝磨,溝磨(mó)對溝超的(de)誤差複映間接傳遞的。如果工件(jiàn)在傳遞過程中產生磕碰傷,將直接複映到(dào)滾道加工表麵上,影(yǐng)響軸承振動。所以(yǐ)必須采取以下措施:提高定位基準表麵(miàn)形狀精(jīng)度;加工過程中傳遞平穩,無磕(kē)碰傷;毛坯留量形位誤差不能(néng)過大(dà),特別是在留量較小(xiǎo)時,過大誤(wù)差會造成終磨和超精結束(shù)時形狀精度尚未改善到最終的質量要求(qiú),嚴重影響加工質量的一致性。
從上麵分析不難(nán)看出:由高性能、高穩定性機(jī)床係統組成的自動線方式磨超加工低噪聲球軸(zhóu)承更合適,可以避免(miǎn)磕碰傷,降低(dī)傳遞誤差,排除人工因素(sù),提高加工效率和質量一(yī)致性,降低生產成本,提高企(qǐ)業效益。
如何降低球軸承噪聲(shēng)呢?應從以下兩方麵著手努力:
(一)製(zhì)造工藝。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(dī)影(yǐng)響低噪聲球軸(zhóu)承(chéng)性能(néng)工藝因素;生產潔(jié)淨化,這是一個係(xì)統的技術,包括磨削液、超精液、清洗液、空(kōng)氣(qì)、高壓空(kōng)氣、生產環境等技術工藝;自(zì)動化,從(cóng)車加工到(dào)裝配全過(guò)程自動化,少人或無人化;規模化,此類軸承特別是靜音球軸承,必須形成大規模化,才能具備全球市場競爭能力。
(二)裝備。高速磨削、電主軸精度、剛度、壽命以及各種完善的檢測保護性能對磨削加工精度與效率起主要作用;磨(mó)床技術,國外(wài)內圓磨床一(yī)般(bān)都具備高速磨削,交流伺服控製,進給分辨率0.25μ,全自動簡(jiǎn)易操(cāo)作,自診斷功能等;超精技術,主要以(yǐ)日本大阪精機為代表的無心支承兩(liǎng)工位超精和以德國梯倫豪斯為代表的液壓定心四工位超精兩種方式;在線檢(jiǎn)測技術,二十世紀八十年代以來,日本軸承工(gōng)業以主動測量機(jī)外反饋控製的自動磨超短線應用更為普遍。我(wǒ)國以此方式構成的磨超自動線應用(yòng)也比較成熟(shú),目前國內已有100條左右。隨著工業先進 主機技術不斷提高,聯線越來越簡單,逐步(bù)減少或不用主動測(cè)量和機外檢測;無心外圓磨床,圓外(KOYO、MIKROSA等)普遍采用滾動軸承砂輪主軸單元,具(jù)有高剛度、高精度、長壽命、裝卸方便、使用可*等一係列優點;床身具有阻尼衰減減特性(xìng);進給采用(yòng)高精度微動交流伺服係統,穩定的傳動交流變頻導輪調整係統,可具備在線隨機智(zhì)能化測量,可實現CBN砂輪磨削等,可實現自動聯線,圓度可達0.3μm,尺(chǐ)寸分散可達3μm。