我國的深溝密封球(qiú)軸承與國外先進公司的產品內部結構(gòu)參數幾乎相同,然而我國(guó)此類產品的(de)振動與噪聲水平卻與國外產品相(xiàng)差甚遠,主要(yào)原因是在製造和工況因素的影響。從軸承行業角度(dù)來考慮(lǜ),工況因素可以(yǐ)對主機提出合理要求來解決,而如(rú)何降低(dī)由製造因素(sù)引(yǐn)起的振動和噪聲(shēng)是軸承行業必須通過軸承超精機解決的問題。
國內外(wài)大量(liàng)試驗表(biǎo)明:保持架、套圈、鋼球(qiú)的加工質量對(duì)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(gèng)明顯,其次是套圈的加工質(zhì)量,主(zhǔ)要影響因素是鋼球和套圈的圓(yuán)度、波紋度(dù)、表麵粗糙度、表麵(miàn)磕碰傷等。
我國(guó)鋼球產品突出的問題是振動值離(lí)散大,表麵缺陷(xiàn)嚴重(單點、群點、凹坑等),盡管(guǎn)表(biǎo)麵粗糙度、尺寸、形狀、誤差都不低於圈外水平,但合套後軸(zhóu)承振動值(zhí)高,甚至產生異音,主要問題是波紋度沒有控製(無標準、無合適測試分析儀器),同時說明機床的抗振性差,砂輪、研磨盤、冷卻液、工(gōng)藝參(cān)數(shù)均(jun1)存在問題;另一方麵要提高管理水平,避免磕碰傷、劃傷、燒傷等隨時機性質量(liàng)問題。
對於套圈,影響軸(zhóu)承振動嚴重的也是溝(gōu)道波紋度和表麵(miàn)粗(cū)糙度。例如,中小(xiǎo)型深溝球軸承內外溝道圓度大於2μm時(shí),將對軸承(chéng)振動產生明顯影(yǐng)響,內外溝道波紋度大於(yú)0.7μm時,軸承振動值(zhí)隨波紋度增加而(ér)增加,溝道嚴(yán)重(chóng)磕傷可使振動上(shàng)升4dB以(yǐ)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(xuē)加工,超精研雖然可(kě)以改善波紋度並降低粗糙度,但根(gēn)本的措施是要降低磨削(xuē)超精過程中的波紋度,避免隨機性磕(kē)碰(pèng)傷,主要(yào)有兩方麵措施:
一是降低滾動表麵磨削超精時的振動,獲得良好的表麵加工形狀精度和表麵紋路質量為降(jiàng)低振動(dòng),磨(mó)超機床必須具有良(liáng)好的抗振性(xìng),床身等重要(yào)結構件具(jù)有吸振性,軸承超精機床的油石振(zhèn)蕩係統具有良好的(de)抗振動性能;提高磨削速度,國外磨削6202外滾道普遍采用6萬電主(zhǔ)軸,磨削速度60m/s以上(shàng),國內一(yī)般低得多,主要(yào)受主軸(zhóu)及主軸承性能的限製。在高速磨削時,磨削力小,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;主軸動靜剛度及(jí)其速度特性對低噪聲球軸承磨削振動影響很大,剛度越(yuè)高,磨削速(sù)度對磨削力的(de)變化越不敏感,磨削係統振(zhèn)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(de)抗振性。國外磨頭振動速度(如Gamfior)約為國內一般主(zhǔ)軸的十分之一(yī);提高砂輪油石的切削性能及修整質量至關(guān)重要。我國目前砂輪油石主要問題是組織結構均勻性差,嚴重影響低噪聲球軸承磨超(chāo)加工質量;充分冷卻,提高過濾精度;提(tí)高精(jīng)給係(xì)統的進給分辨率,降低進給慣(guàn)性(xìng);合理的磨(mó)超加工工藝參(cān)數和加工流程是(shì)不可忽視的(de)因素,磨(mó)削留量要小,形位公(gōng)差從嚴,中小型球(qiú)軸承外(wài)徑(jìng)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(dù),降低磨超加工過程中的誤差複映外徑與端麵是(shì)磨超加工過程中(zhōng)的定(dìng)位基準。外徑對溝道超(chāo)精的誤(wù)差複映是通(tōng)過外徑(jìng)對溝磨,溝磨對溝超的誤差複映間(jiān)接傳遞的。如果(guǒ)工(gōng)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,影響軸承振動(dòng)。所以必須采取以下措施:提高定(dìng)位基準表麵(miàn)形狀精度;加工過程中傳遞(dì)平穩,無磕碰傷(shāng);毛坯留量形(xíng)位誤(wù)差(chà)不能過大,特別是在留量較小時,過大誤差(chà)會造成終磨和超精結束時形狀精度尚未改善到最終的質(zhì)量(liàng)要求,嚴重影響加工質量的一致性。
從上麵分析(xī)不難看出(chū):由高性能(néng)、高穩定性機(jī)床係統組成的自動線方式磨(mó)超加工低噪聲球軸承更合適,可以避免磕碰傷,降(jiàng)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,提高企業效(xiào)益。
如何降低球軸承噪聲呢?應從以下兩方麵著手努力:
(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(shēng)產無(wú)中間庫存,有效(xiào)降低影響低噪聲球軸承(chéng)性能工藝因素;生產潔淨化,這是一個係(xì)統的技(jì)術,包括磨削液、超精液、清洗液、空氣、高壓空氣、生產環境等(děng)技術工藝;自(zì)動化,從車加工到裝配全過程自(zì)動化,少人或無人化;規模化,此類軸承特別(bié)是靜音球軸承,必須形成(chéng)大規模化,才能(néng)具備全球市場競爭能力。
(二(èr))裝備。高速磨削(xuē)、電主軸(zhóu)精度、剛度、壽命以(yǐ)及各種完善的(de)檢測保護性能對磨削加(jiā)工(gōng)精度(dù)與效率起主要作用;磨床(chuáng)技術(shù),國外內圓(yuán)磨床一般都具備高速磨削,交流伺服控製,進給分辨率0.25μ,全自動簡易操作,自診斷功(gōng)能(néng)等;超精技術,主要以日本大阪精機為代表的無心支承兩工位超精(jīng)和以德國梯倫豪斯為代表的液(yè)壓定心四工(gōng)位超精兩種方式;在線檢測技術,二十世紀(jì)八十年代以來(lái),日本軸承工業以主動測量機外反饋控製的自(zì)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100條左右。隨著工業先進 主機(jī)技術不斷提高,聯線越來越簡單,逐步減少(shǎo)或不用主(zhǔ)動測量和機外檢測;無心外(wài)圓磨(mó)床,圓外(KOYO、MIKROSA等)普遍采用滾動軸承砂輪(lún)主軸單(dān)元,具有高剛度、高精度、長壽(shòu)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;進給采用高精度微動交流伺服係統,穩定的(de)傳動(dòng)交流變頻導輪調(diào)整係統,可具備在線隨機智能(néng)化測量(liàng),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(kě)達3μm。