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(cān)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差甚遠,主要原(yuán)因是在製造和(hé)工況因素的影響。從軸承行業角度來考慮,工況因素可以對主機提(tí)出合理要求來解決,而如何降低由(yóu)製造因素引起的振動(dòng)和噪聲是軸承行業必(bì)須通過軸承超精機解決的問題。
國內外大量試(shì)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的影響,其中鋼球的加工質(zhì)量對軸承振動影響更明(míng)顯,其次是套圈的加工質量,主要影響(xiǎng)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(de)問題是振動值離散大,表麵缺(quē)陷嚴重(單點、群點、凹坑等),盡(jìn)管表麵粗糙度、尺(chǐ)寸、形狀、誤差都不低(dī)於圈外水平,但(dàn)合套後軸承振動值高,甚至產生異音,主要問題是波紋度沒有(yǒu)控製(無標準、無合適測(cè)試(shì)分(fèn)析儀器),同時說明機床的抗(kàng)振性差,砂輪、研磨盤、冷卻液、工藝參數均存在問題(tí);另一方麵(miàn)要提高管理水平,避免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨(suí)時機性質量問題。
對於套圈,影響軸承振動嚴(yán)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(dù)大於2μm時(shí),將對軸承(chéng)振動產生明顯影響,內外溝道波紋度大於0.7μm時,軸承振動值隨波紋度增加而增加,溝道嚴重磕傷可使振動上升4dB以(yǐ)上,甚至出現異(yì)音。
無論是(shì)鋼球還是套圈,波紋度產生於磨削加工,超(chāo)精研雖然可以改善波紋度並降低粗糙度,但(dàn)根本的措(cuò)施是要(yào)降(jiàng)低磨削超精過程中的波紋度,避免隨機性磕碰傷,主要有兩方麵措(cuò)施:
一是降低滾動(dòng)表麵磨(mó)削超精時的振動,獲(huò)得良好的表麵加工形狀精(jīng)度和表麵紋路質量為降低振動,磨(mó)超機床必(bì)須具有良好的抗振性,床身等重要結(jié)構件具有吸振性,軸承超精機床的油(yóu)石振蕩係統具有良好的抗振動性能;提高磨削速度(dù),國外磨削6202外滾道普遍采用6萬電主軸(zhóu),磨削速(sù)度60m/s以上,國(guó)內一般低得多,主要受主軸及主軸承性能(néng)的(de)限製。在高速磨削時,磨削力小,磨削變質(zhì)層薄,不(bú)容易燒傷,又可以提高加(jiā)工精度和效率,對低噪聲球(qiú)軸承影響(xiǎng)很大;主(zhǔ)軸動靜剛度及(jí)其速度特性對低噪聲球軸承磨削振(zhèn)動影響很大,剛度越高,磨(mó)削速度對磨削力的變(biàn)化越不敏感,磨(mó)削係(xì)統振動越小;提高主軸軸承支剛性,采用隨機動平衡技術,提高磨削主軸的抗振性。國外磨頭振(zhèn)動速度(如Gamfior)約為國內一般主軸的十分之一;提高砂(shā)輪油石的切削性(xìng)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(yǐng)響低噪聲球(qiú)軸承磨超加(jiā)工質量;充分(fèn)冷卻,提高過(guò)濾(lǜ)精度;提高精(jīng)給(gěi)係統的進(jìn)給分辨(biàn)率(lǜ),降低進給慣性;合理的磨超加工工藝參數(shù)和加工流程是不可(kě)忽視(shì)的因素,磨削留量(liàng)要小,形(xíng)位(wèi)公差從嚴,中小型球軸承外徑不(bú)宜用(yòng)超精研,粗精磨超不宜分(fèn)開,以保證良好的表麵質量。
二是提(tí)高加工基準麵精(jīng)度,降低(dī)磨超(chāo)加工過程中的誤差複映外徑與端麵是(shì)磨超(chāo)加工過程中的定位基準。外徑對溝道超(chāo)精的誤差複映是通過外徑對(duì)溝磨,溝(gōu)磨對溝超的誤差複映間接傳遞的。如(rú)果工件在傳遞過(guò)程中產生(shēng)磕碰傷,將(jiāng)直接複映到滾(gǔn)道加工表麵上,影響(xiǎng)軸承(chéng)振動(dòng)。所以必須采取以下措(cuò)施(shī):提高定位基準表麵(miàn)形狀精度;加工(gōng)過程中傳遞平穩,無磕碰傷;毛坯留量(liàng)形位誤差不能過大,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(wèi)改善到最終的質量要(yào)求,嚴重影響加(jiā)工質量的一致性。
從上(shàng)麵分析不難看出:由高性能、高穩定性機床係統(tǒng)組成的自動線方式磨超加工低噪聲球(qiú)軸承更合適,可以避免磕碰傷,降(jiàng)低傳(chuán)遞誤差,排除人工因素,提(tí)高加(jiā)工效率和質量一致性,降低生產成本,提高企(qǐ)業(yè)效益。
如何(hé)降低球軸承噪聲呢?應從以下兩方麵著(zhe)手努力:
(一)製(zhì)造工藝。工藝流程精化,主要指工藝流程盡可(kě)能短,工序加工合並,生產無中(zhōng)間庫(kù)存,有效降低影響低噪(zào)聲球軸承(chéng)性能工藝因素;生產(chǎn)潔淨化,這(zhè)是一個(gè)係統(tǒng)的(de)技術,包括磨削液(yè)、超精液、清洗液、空氣、高壓空氣、生產(chǎn)環境等技(jì)術工藝;自動化(huà),從車加工到(dào)裝配全過(guò)程自動(dòng)化,少人或無人化;規(guī)模化,此類軸(zhóu)承特別是靜音球軸承,必須(xū)形成大規模化,才能具(jù)備全球市場競爭能力。
(二)裝備。高速磨削(xuē)、電主軸精度、剛度、壽命以及各種完善的(de)檢測保(bǎo)護性能對磨削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削,交流伺(sì)服控製,進給分辨率0.25μ,全自動簡易操作,自診斷(duàn)功能等;超精技術,主(zhǔ)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四工位超精兩種方式;在線檢測技術,二(èr)十世紀八十年代以來,日本軸承工業(yè)以主動測量機外(wài)反饋(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(guó)內已有(yǒu)100條左右。隨(suí)著工業先(xiān)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(jiǎn)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,具有高剛度、高精度、長壽命、裝卸方(fāng)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(dù)微動交流伺服係統,穩定的傳動交流變頻導(dǎo)輪調整係統,可(kě)具備在線隨機(jī)智能化測量,可實現CBN砂輪磨削等,可實現自動聯線,圓度可達0.3μm,尺寸分散可達3μm。