我(wǒ)國的深溝密封球軸承與國(guó)外先進公司的產(chǎn)品內部結構參(cān)數幾(jǐ)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,主要原因(yīn)是(shì)在製造和工況因素的影響。從軸承行業(yè)角度來考慮,工況因素可以對主機提出(chū)合理要求來解決,而如何降低(dī)由製造因(yīn)素引起的振動和噪聲是軸承行業必須通過軸承超精機解決的問題。
國內(nèi)外大量試驗表(biǎo)明:保持架、套圈、鋼(gāng)球的加工質量對軸承振動具有不同程度(dù)的影響,其(qí)中鋼球的加(jiā)工質量對軸(zhóu)承振動影(yǐng)響更明顯,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(biǎo)麵粗糙度、表麵磕碰(pèng)傷(shāng)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),盡管表麵粗糙度、尺寸、形狀、誤差都不低(dī)於圈外水平,但合套(tào)後(hòu)軸承振動值高(gāo),甚至產生(shēng)異音,主要問題是波紋度沒有控製(無標準、無合適測試分析儀器),同時說明(míng)機床的抗振性差,砂輪、研磨盤、冷卻液、工藝參數(shù)均存(cún)在(zài)問題;另一方麵要提高管理水平,避免(miǎn)磕(kē)碰傷(shāng)、劃傷、燒傷等隨時機性質量問題。
對於(yú)套圈,影(yǐng)響軸(zhóu)承振動嚴重的(de)也是溝道波紋度和表麵粗糙度。例如,中小型深溝球軸承內(nèi)外溝道圓度大於(yú)2μm時,將對軸承振動產生明(míng)顯影響,內外溝道波紋度大於0.7μm時(shí),軸承振動值隨波紋度(dù)增加而增加,溝道嚴重磕傷(shāng)可使振動上升4dB以上,甚至出現異音。
無論是鋼球還是套圈,波紋度產生於(yú)磨削加工,超精(jīng)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紋度,避免隨機性(xìng)磕碰傷,主要有兩方麵(miàn)措施:
一是降低滾(gǔn)動表麵磨削超精時的振動,獲得良好的表麵加(jiā)工形狀(zhuàng)精度和(hé)表麵紋路(lù)質量為(wéi)降低振動,磨超機床必(bì)須具有良好的抗振性,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(xì)統具有良(liáng)好的(de)抗振(zhèn)動性能;提高磨削速度,國外磨削6202外滾道普遍采用(yòng)6萬電(diàn)主軸,磨(mó)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(gāo)速磨削(xuē)時,磨削(xuē)力小,磨(mó)削變質層薄,不容易燒傷,又(yòu)可以提高加工精度和(hé)效率,對低噪聲球軸承影響很大;主軸動靜剛度及其速度特性對低噪聲球軸承磨削振動影響很大(dà),剛度越高,磨削速度對磨削力的變化越不敏感,磨削係統振動越小(xiǎo);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(de)抗振性。國(guó)外(wài)磨頭振動速(sù)度(如Gamfior)約(yuē)為國內一般(bān)主軸的十分之一;提高砂輪(lún)油石的切削性能及修整質量至關重要。我(wǒ)國目前砂輪油石主要問題是組織結構均勻(yún)性差,嚴重影響低噪聲球軸承磨超(chāo)加工質量;充(chōng)分冷卻,提高過濾精度(dù);提高精給(gěi)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,磨削留量要小,形位公差從嚴(yán),中小型球(qiú)軸承外徑不宜用(yòng)超精研,粗精磨超不宜分開,以保證良好的表(biǎo)麵質量。
二是提高加工基準麵精度(dù),降低磨超加工過程中的誤差複映外徑與(yǔ)端麵是磨超加工過程中的定(dìng)位(wèi)基準。外徑對(duì)溝道超精的誤差(chà)複映(yìng)是通過外(wài)徑對溝磨,溝磨(mó)對溝超的誤差複映間接(jiē)傳遞的。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(gōng)表麵上,影響軸承振動。所(suǒ)以(yǐ)必(bì)須采(cǎi)取以下措施:提高定位基準表麵形狀精度;加(jiā)工(gōng)過程中傳遞平穩,無磕碰傷;毛坯留量形位誤差不能過大,特別是在留量較小(xiǎo)時(shí),過大誤差會造成終(zhōng)磨和超精結束時形狀精度尚未改善到最終的質量要求(qiú),嚴重影響加(jiā)工質量的一致性(xìng)。
從上麵分析不(bú)難看出:由高性能、高穩定性機床係統組成的(de)自動線方式磨超加工低噪聲球軸承更合適,可以避免磕碰(pèng)傷,降低傳遞誤差,排除人工因素,提高加工效率和(hé)質量一致性,降低生產成本,提高企(qǐ)業效益(yì)。
如何降低(dī)球軸承噪聲呢?應從以下(xià)兩方麵著手努力:
(一)製造工藝(yì)。工藝(yì)流程精化,主要指工藝流程盡可能(néng)短,工序加工合並,生(shēng)產無中間庫(kù)存,有效降低影響(xiǎng)低噪聲球軸承性能工藝因(yīn)素;生(shēng)產潔淨化,這是一個係統的技(jì)術,包括磨削液、超精液、清洗液(yè)、空(kōng)氣(qì)、高壓空氣、生產環境等技術工藝;自動化,從車(chē)加(jiā)工到裝(zhuāng)配全(quán)過程自動化,少人或無人化(huà);規模化,此類軸(zhóu)承特別是(shì)靜音球軸承,必須形成大規模化,才能(néng)具備全球市場競(jìng)爭能(néng)力。
(二)裝備。高(gāo)速磨削、電主軸(zhóu)精度、剛度、壽命以及各種完(wán)善的(de)檢測保護性能對磨削加工精度與(yǔ)效率起主(zhǔ)要作用;磨床技術,國外內圓磨床一般都具備高速磨削,交流(liú)伺服控製,進給分辨率0.25μ,全自動簡易操作,自診斷功能等(děng);超精技術,主要以日本大阪精(jīng)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(yā)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,日本軸承工業以主動測(cè)量機外反饋控製的自動磨超短線應用更為普遍。我國以此方式構成(chéng)的磨超自動線應用也(yě)比較成(chéng)熟,目前國內(nèi)已有100條左右(yòu)。隨著工業(yè)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(hé)機外檢測;無心外圓磨床,圓外(KOYO、MIKROSA等)普遍(biàn)采用滾動(dòng)軸(zhóu)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*等一係列優點(diǎn);床身具有阻尼衰減減特性;進(jìn)給采用(yòng)高精度微動交流伺服係統,穩定的傳(chuán)動交流變頻導輪調整係統,可具備在線隨機智能化測量,可(kě)實現CBN砂輪磨削等(děng),可實現自動聯線,圓度可達0.3μm,尺寸(cùn)分散可達3μm。