我國的深溝密(mì)封球(qiú)軸承與國外先進公司的產品(pǐn)內部結構參數幾乎相同,然而我國此類(lèi)產(chǎn)品的振動與噪聲水平卻與國外產(chǎn)品相差甚遠,主要原因是在製(zhì)造和(hé)工況(kuàng)因素的影響。從軸承行業角度(dù)來考慮,工況因素可以對主機提出合理要求來解決,而如何(hé)降低(dī)由製造因素引起的振動和噪聲是軸承行(háng)業必須(xū)通過軸承超精機解決的(de)問題。
國內外大量試驗(yàn)表明:保持架、套圈、鋼球的加工(gōng)質量對軸承振動具有不同程度的影響(xiǎng),其中鋼球的(de)加工質量對軸承振動影響更明顯,其次是套(tào)圈的加工質量,主要影響因素是鋼球和套圈(quān)的圓度、波紋度、表(biǎo)麵粗糙度、表麵磕碰傷等。
我國鋼球(qiú)產品突出的問(wèn)題是振動(dòng)值(zhí)離散大,表麵缺陷嚴重(單點、群點、凹坑等),盡管表麵粗糙度、尺寸、形狀、誤差(chà)都不低(dī)於圈外水平,但合套後軸承振動值高,甚至產生異音,主要問題是(shì)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(lún)、研磨盤、冷卻液、工藝參數均存在問題;另一方麵(miàn)要提高管理(lǐ)水平,避免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨時機性(xìng)質量問題。
對(duì)於套圈,影響軸(zhóu)承振動嚴重的也是溝道波(bō)紋度和表麵粗糙度。例如,中小型深溝球軸承內外溝道圓(yuán)度大於(yú)2μm時,將對(duì)軸承振(zhèn)動產生明顯影響,內(nèi)外溝道波紋度大(dà)於0.7μm時,軸(zhóu)承(chéng)振動值隨波紋度增加而增加,溝道嚴重(chóng)磕傷可使振動上升4dB以上,甚至出現異音。
無論是鋼球還是套圈,波(bō)紋度產生於磨削加工,超精(jīng)研雖然可以改善(shàn)波紋(wén)度並降低粗糙度,但根本的措施是要降低磨削超精過程中的波紋度,避免隨機性磕碰傷,主要有兩方麵(miàn)措施:
一是降低滾動表麵磨削超精時的振(zhèn)動,獲得良好的表麵加工形狀精度和表麵紋路質量(liàng)為降(jiàng)低(dī)振動,磨超機床必須具(jù)有良好的抗(kàng)振性,床身等重要(yào)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(hǎo)的抗振動性能(néng);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(xiǎo),磨削變質層薄,不容易(yì)燒傷,又可以提(tí)高加工精度和效率,對低噪聲球軸承影響很(hěn)大;主軸動(dòng)靜剛度及其速度特性對低噪聲球軸承(chéng)磨削振動影響很大,剛度(dù)越高,磨削速度對磨削力的變化越不敏感,磨削係統振動越小;提高主軸軸承支剛性,采用隨機動平衡(héng)技術,提高磨削(xuē)主軸的抗振性(xìng)。國外磨頭振動速(sù)度(如Gamfior)約為國內一般主軸的十分之一;提高砂輪油石的切削性能及修整質量至關重要。我國目前砂輪油(yóu)石主要問題是(shì)組織結構均勻性差,嚴重影響(xiǎng)低噪聲球軸承(chéng)磨超加工質量;充(chōng)分冷卻,提(tí)高過濾精度;提高精給係統的進給分辨率,降低(dī)進給慣性;合理的磨超加工工藝參數(shù)和加工流程是不可(kě)忽視的因素,磨削留量要小,形位公差從嚴,中小型(xíng)球軸承外(wài)徑不宜(yí)用超精研,粗精磨超(chāo)不宜分開(kāi),以保證良好的(de)表麵質量。
二是提高加工基準麵精度,降低磨超加(jiā)工過程(chéng)中的誤差複映外徑與端麵(miàn)是磨超加工過程(chéng)中的定位基準。外徑(jìng)對溝道超精的誤差複映是通過外徑對溝磨,溝磨對溝超的誤差複映(yìng)間接傳遞的(de)。如果工件在傳遞過程中產生磕碰傷,將直接(jiē)複映到滾道加工表麵上,影(yǐng)響軸(zhóu)承振動(dòng)。所以必須采取以下措施(shī):提高定位基準表麵形狀精度;加工過程中(zhōng)傳遞平穩,無磕碰傷(shāng);毛坯留量形位誤差不能(néng)過(guò)大,特別(bié)是在留量較小時(shí),過大誤差會造成終(zhōng)磨和超精結束時形狀精度(dù)尚未改善到最終(zhōng)的質量要求,嚴重影響加工質量的一致性。
從上麵分析不難看出:由高性(xìng)能、高穩(wěn)定性機(jī)床係統組成的自動線方式(shì)磨超加工低噪聲球軸承更合適,可以避免磕碰傷,降低傳遞(dì)誤(wù)差,排除人工因素,提高加工效率和質量一致性(xìng),降(jiàng)低生產成本(běn),提(tí)高企業效益。
如何降低球軸承噪(zào)聲呢?應從以下兩方麵著手努力:
(一)製造(zào)工藝。工藝(yì)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(zào)聲球軸承性能工藝因素;生產潔淨化,這(zhè)是一個係統的技術,包括磨(mó)削液、超精液、清洗液、空(kōng)氣、高壓空氣、生產環境等技(jì)術工藝;自動化,從車加工(gōng)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(shì)靜音球軸承,必須形成大規模化,才能具備全球市場競爭(zhēng)能(néng)力。
(二)裝備(bèi)。高速磨削、電主軸(zhóu)精度、剛度(dù)、壽命以及各種完善的檢測保護性能對(duì)磨削(xuē)加工精度與效率起主要作用;磨床技術,國外內圓磨床一般都具備高速磨(mó)削,交流伺服(fú)控製,進給分辨率(lǜ)0.25μ,全自動簡易操作,自診斷功能等;超精技術(shù),主(zhǔ)要以日本大阪精機為代(dài)表的無心支承兩工位超精和以德國梯倫豪(háo)斯為代表的(de)液壓定心四工位超精兩種方式;在線檢測技術,二(èr)十世紀八十年代(dài)以來,日本(běn)軸承工業以主動測量機外反饋控製的自動磨超短線應用(yòng)更為普遍。我國以此方式構成的磨超自動線(xiàn)應用也(yě)比較成(chéng)熟,目前國內已有100條(tiáo)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測量和機外檢測;無心外圓磨床(chuáng),圓外(KOYO、MIKROSA等)普遍采用滾動軸承(chéng)砂(shā)輪主軸單元,具有高剛度、高精度、長壽命、裝卸方便、使用可*等一係列優點;床身具(jù)有阻尼衰減減特性;進給采用(yòng)高精度微動交流(liú)伺服係統,穩定的傳動交流變頻導輪調(diào)整係統,可具備在線(xiàn)隨機(jī)智能化測量,可實現CBN砂輪(lún)磨削(xuē)等(děng),可實現自動聯線,圓度可達0.3μm,尺寸分散可達3μm。