我國的深(shēn)溝密封球軸承與國(guó)外先進公司的產品內(nèi)部結構參數幾乎相同,然而我國此類產品的(de)振動與噪聲(shēng)水平卻與國(guó)外產品相(xiàng)差甚(shèn)遠,主要原因是在製造(zào)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(duì)主機(jī)提出合理要求來解(jiě)決,而如何降低由(yóu)製造因素引起的振動(dòng)和(hé)噪聲是軸承行業必須通過軸承超精機解決的問題。
國內外大量試驗表明:保持架、套圈、鋼球(qiú)的加工質(zhì)量對軸承振動具有不同程度的影響,其(qí)中鋼球的加工質量對軸承振動影響更明顯,其次是套圈的加(jiā)工質量,主要影響因素是鋼球和套圈的圓度、波紋度、表麵粗糙度、表麵(miàn)磕(kē)碰傷等。
我國鋼球產品突出的問題是振動值離散大,表(biǎo)麵缺陷嚴重(單點、群(qún)點、凹坑等),盡管表麵粗糙度(dù)、尺寸、形狀(zhuàng)、誤(wù)差都(dōu)不低(dī)於圈外水平,但合(hé)套後軸承振動值(zhí)高,甚至(zhì)產生異音,主要問題是波紋(wén)度沒有控製(無標準、無合(hé)適測試分析儀器),同時說明機床的抗振性差,砂輪、研(yán)磨盤、冷卻液、工藝參數均(jun1)存(cún)在問題;另(lìng)一方麵要提高管理水平,避免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨(suí)時機(jī)性質量問題。
對於套圈,影響軸承振(zhèn)動嚴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大於2μm時,將對(duì)軸(zhóu)承振動產生(shēng)明顯影響,內外溝(gōu)道(dào)波紋度大於0.7μm時,軸承振動值隨波紋度(dù)增加而增加,溝道嚴重磕傷可使振(zhèn)動上升4dB以上,甚至出現異音。
無論是鋼球(qiú)還是(shì)套圈,波(bō)紋度產生於磨(mó)削加工,超精研雖然(rán)可以改善波紋度並降低粗糙度,但根本的措施是要降低磨削超精過程中(zhōng)的波(bō)紋度,避免隨機性磕碰傷,主要有(yǒu)兩方麵措施:
一是降低滾動表麵(miàn)磨削超精時的振(zhèn)動,獲得良好的表麵(miàn)加工形狀精度和表麵(miàn)紋路質量為降低振動(dòng),磨超機(jī)床必須具有良好的抗振性,床身等重要(yào)結構件具有吸振性,軸承超精(jīng)機床的油石振蕩係統具(jù)有良好的抗振(zhèn)動性能;提高磨(mó)削速度,國外磨削6202外滾道(dào)普遍采用(yòng)6萬(wàn)電主軸,磨(mó)削速度60m/s以(yǐ)上,國內一般低(dī)得多,主要受主軸及(jí)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,不容易燒傷,又可以提高加工精度和效率,對低噪聲球軸承影響很大;主軸動靜剛(gāng)度(dù)及其速度特(tè)性對低噪聲(shēng)球軸承磨削振動影響很大(dà),剛度越高,磨削速度對磨(mó)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(cǎi)用隨機動平衡技術,提高(gāo)磨削主軸的抗振性。國外磨頭振動速度(如Gamfior)約為國內一般主軸的十分之一;提高砂輪油石的(de)切削性能及修整質(zhì)量至(zhì)關重要。我國(guó)目前砂輪油石主(zhǔ)要問題(tí)是組織結構均勻性差(chà),嚴重影響低噪聲球軸承磨超(chāo)加工質量;充分(fèn)冷(lěng)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(lǐ)的磨(mó)超加工工藝參數和加工(gōng)流程是不可(kě)忽視的因素,磨削(xuē)留量要小,形位公差從嚴,中小型球軸承外徑不宜(yí)用超精(jīng)研,粗精磨超(chāo)不宜分開,以保證良好的表(biǎo)麵質量。
二是提(tí)高加工基準麵精度,降低磨超加工過程中的誤差複映外徑與端(duān)麵是磨超加工過程中的定位基(jī)準(zhǔn)。外徑對溝道(dào)超精的誤差複映是通過外徑(jìng)對溝磨,溝磨對溝超的誤差複映間接傳遞的(de)。如果工件在傳遞過(guò)程(chéng)中產生磕碰傷,將直(zhí)接複映(yìng)到滾道(dào)加工表麵上(shàng),影響軸承振動。所以(yǐ)必須采取以下措施:提高定位基準表麵形狀精度(dù);加工過程中(zhōng)傳遞(dì)平穩,無磕(kē)碰傷;毛坯留量形位誤差不能過大,特別是在留量較小時,過大誤(wù)差會造成終(zhōng)磨和超精結束(shù)時(shí)形狀精度(dù)尚未改(gǎi)善到最終的質量要求,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(néng)、高(gāo)穩定性機床係統組成的自動線方式磨超加(jiā)工低噪聲球(qiú)軸(zhóu)承更合適,可以避免磕碰傷,降低傳遞誤差,排除人工因素,提高加工效率和質量一致性,降低生產成本(běn),提高企業效益。
如何降低球軸承噪聲呢(ne)?應從以下(xià)兩方麵著手(shǒu)努力:
(一)製造工藝。工藝流程精化,主要指工藝流程(chéng)盡可能短,工(gōng)序加工合並,生產無中間庫(kù)存,有效降低影響低噪聲球軸承性能工藝因素;生(shēng)產潔淨化,這是一個係統的技術,包括磨削液、超精液、清洗液、空氣、高壓空氣、生產環境等技術工藝;自動化,從車加工到裝配全過程自動化,少人或(huò)無人化;規模化,此類軸承特(tè)別是靜音球軸承,必須形成大規模(mó)化(huà),才(cái)能(néng)具備全(quán)球市(shì)場競爭(zhēng)能力。
(二(èr))裝(zhuāng)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;磨床技術,國外內圓磨床一般都(dōu)具(jù)備高速磨削,交流伺服控製(zhì),進給(gěi)分辨率0.25μ,全(quán)自動簡易操作,自診斷功能等;超精技術,主要以日本大阪精機為代表(biǎo)的無心支承兩工位超精和以德(dé)國梯倫豪斯(sī)為代表的液壓定心四工(gōng)位超精兩種方式(shì);在線檢測技(jì)術,二十世(shì)紀八十年代(dài)以來,日本(běn)軸承工業(yè)以主動測(cè)量機外反饋控製的(de)自動磨超短線應用更為(wéi)普遍。我國以此方式構(gòu)成的磨超(chāo)自動線應用也比較成熟,目前國內已有100條(tiáo)左右。隨著工業(yè)先進 主機技術不斷提高,聯線越來越簡單,逐(zhú)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)普遍采用滾動軸承砂輪主軸單元,具有高剛度、高精度、長壽命、裝(zhuāng)卸方便、使用可*等一(yī)係列優(yōu)點;床身(shēn)具(jù)有(yǒu)阻尼(ní)衰減減(jiǎn)特性;進給采(cǎi)用高精度微動(dòng)交流(liú)伺服係統,穩定的傳動交(jiāo)流(liú)變頻導(dǎo)輪調整係統,可具備(bèi)在線隨機智能化測量,可實現CBN砂輪磨削等,可(kě)實現自動聯(lián)線(xiàn),圓度可達(dá)0.3μm,尺寸分散(sàn)可達3μm。