我國的深溝密封球軸承與國外先進公司的產品內部結構參數幾乎相同,然而我國此類產品的振動與(yǔ)噪聲水平卻與國外產(chǎn)品相差甚遠(yuǎn),主要原因是在製造和工(gōng)況因素的影響。從軸承行業角度來考慮,工況因素可以對主機提出合(hé)理要求來解決,而如(rú)何降低由製(zhì)造因素引起的振動和(hé)噪聲是軸承行業必須通過軸承超精機(jī)解決的問題。
國內外大量試(shì)驗表明:保持架(jià)、套圈(quān)、鋼球的加工質量對軸承(chéng)振動具有不同程度的(de)影響,其中鋼球的加工質量對軸(zhóu)承振(zhèn)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的(de)圓度、波紋度、表麵粗糙度、表麵磕碰傷等。
我國鋼球產品突出的問題是振動值離散大,表麵缺陷嚴重(單點、群點、凹坑等),盡(jìn)管表麵粗糙度、尺寸、形狀、誤差(chà)都不低(dī)於圈外水平,但合(hé)套後軸(zhóu)承振動值高,甚至(zhì)產生異音,主要問題是波紋度沒有(yǒu)控(kòng)製(無標(biāo)準、無合適測試分析儀器),同時說明機床的抗振性差,砂(shā)輪、研磨盤、冷卻液、工藝參數均存在問(wèn)題;另一方麵要提高管理水(shuǐ)平,避免磕碰(pèng)傷(shāng)、劃傷、燒傷等隨時機性質量問題。
對(duì)於(yú)套圈,影響軸承振動嚴重的也是溝道波紋度(dù)和表麵粗糙度。例如,中小型深溝球軸承內外溝道圓度大於(yú)2μm時,將對軸承振動產生明顯影響,內外(wài)溝道波紋度大(dà)於0.7μm時,軸承振動值隨波紋度增加而增加,溝道嚴(yán)重磕(kē)傷可使振動上升4dB以上,甚至出現異音。
無論是(shì)鋼球還是套圈,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,但根本的措施是(shì)要降低磨削超精過程中的波紋度,避免隨機性磕碰傷,主要(yào)有兩方麵措(cuò)施:
一是降低滾動表麵磨削(xuē)超精(jīng)時的振動,獲得良好(hǎo)的表麵加工形狀精度和表麵紋路質量為降低振動(dòng),磨超機床(chuáng)必須具有良好的抗振性,床身(shēn)等重要(yào)結構件具有吸(xī)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(tí)高磨削速度,國外磨削6202外滾道普遍采用6萬電主軸,磨削速度60m/s以上,國內一般低得多(duō),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(zhì)層薄,不容(róng)易燒傷,又可(kě)以提高加(jiā)工精度和效率,對低噪聲(shēng)球軸承影響很大;主軸動(dòng)靜剛度及其速度(dù)特性對低噪聲球軸承磨削振動影(yǐng)響很大(dà),剛(gāng)度越高,磨削(xuē)速度對磨削力的變(biàn)化越不敏感,磨削係(xì)統振動(dòng)越小;提高主軸軸承(chéng)支剛性,采用隨機動(dòng)平衡(héng)技術,提高磨(mó)削主軸的抗振性。國外磨頭振動速度(如Gamfior)約為國內(nèi)一(yī)般主軸的十分之(zhī)一;提高砂輪油石的(de)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(jié)構均勻性差,嚴重影響低噪聲球軸承磨超加工質量;充(chōng)分冷卻,提高過濾精度;提高精給係統的進給分辨率,降低進給慣性;合理的磨超加工工藝參數和加工流程(chéng)是不可忽視的因素(sù),磨削留量要小(xiǎo),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。
二是提高加工基準麵精度,降低磨超加工過程中的(de)誤差複映外(wài)徑與端麵是磨超(chāo)加工(gōng)過(guò)程中的定位基(jī)準。外徑對溝道超精的誤差複映是通過外徑對溝磨,溝磨對(duì)溝超的誤差複映間接傳(chuán)遞的。如果工件在傳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(zhóu)承振動。所以(yǐ)必須采取以下措施:提(tí)高定位基準表麵形(xíng)狀精(jīng)度;加工過程中傳遞平穩(wěn),無磕碰傷;毛坯留量形位誤差(chà)不(bú)能過大,特別是在留量較小時,過大誤差(chà)會造成終(zhōng)磨(mó)和超精結束時形狀精度尚未改(gǎi)善(shàn)到最終的質量要求,嚴重影響(xiǎng)加工質量的一致性。
從上麵分析不難看出:由高性能、高穩定(dìng)性機床係(xì)統組成的(de)自動線方式磨超加工(gōng)低噪聲球軸承更合適,可以避(bì)免磕碰傷,降低傳遞誤(wù)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,提高企業效益。
如何降低球軸承噪聲呢?應從以下兩方麵著手努力(lì):
(一)製造工藝。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(yǒu)效降低影響低噪聲球軸(zhóu)承性能(néng)工藝因(yīn)素(sù);生產潔淨化,這是一個係統的技術,包括磨削液、超精液、清洗(xǐ)液、空氣、高壓空氣、生產環境等技術工藝;自動化,從車加工到(dào)裝配全過程自動化,少人或無人化;規模化(huà),此類軸承特別是靜音球軸承,必須形成大規模化,才能具(jù)備(bèi)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(yǐ)及各種(zhǒng)完(wán)善的檢測保護性能對磨削加工精度與效率(lǜ)起主要作用;磨床技術,國外(wài)內圓磨床一般都具備高速磨削,交流伺服控(kòng)製,進給(gěi)分辨率0.25μ,全自動簡易操作,自診斷(duàn)功能等;超(chāo)精技術,主要以日本大(dà)阪精機為代表的無(wú)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(bā)十年代(dài)以來,日本軸承工(gōng)業以主動測量機外反饋控製的自動磨超短(duǎn)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,目前國內已有(yǒu)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,逐步減少或不用主動(dòng)測量和機外檢測;無心外圓磨床,圓外(wài)(KOYO、MIKROSA等)普(pǔ)遍采用滾(gǔn)動軸承砂輪主(zhǔ)軸單元,具(jù)有高剛(gāng)度、高精(jīng)度、長(zhǎng)壽命、裝卸方便、使用可(kě)*等一係列優點;床身具有阻尼衰減減特性;進給采用高精度微動交流伺服(fú)係統,穩定的傳動交流(liú)變頻導輪調整係(xì)統,可具備在線隨機智能化測(cè)量,可(kě)實(shí)現CBN砂(shā)輪磨削等,可實現自(zì)動聯線,圓度可(kě)達0.3μm,尺寸分散可達3μm。