我國的深溝密封(fēng)球軸承(chéng)與國外先進公司的產品(pǐn)內部結(jié)構參數幾乎相同,然而(ér)我國此類(lèi)產品的振動與噪聲水平卻與國外產(chǎn)品相差(chà)甚遠,主要原因是在製造(zào)和工況因素的影響。從軸承行業(yè)角(jiǎo)度來考慮,工況因素可以對主機提出(chū)合理要求來解決,而如何降低由(yóu)製造因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(guó)內外大(dà)量試驗表明:保持架、套圈、鋼球的加工質量對軸承振動具有不(bú)同程度(dù)的影響,其中鋼球的加工質量(liàng)對軸承振動影響更明顯(xiǎn),其次是(shì)套圈的加工質量,主要影響因素是鋼球和套圈的圓度、波紋度、表麵粗糙度、表麵磕碰傷等。
我(wǒ)國鋼球產品突出的問題是振動值離(lí)散大(dà),表麵缺陷嚴重(單點、群點、凹坑等),盡管表麵粗糙度、尺寸(cùn)、形狀、誤差都不低於(yú)圈外水平,但合套後軸承振動值高,甚至(zhì)產生異音,主要問題是波紋度沒有控(kòng)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(lún)、研磨盤、冷卻(què)液(yè)、工藝參數(shù)均存在問題;另(lìng)一方麵要提高管理水平(píng),避免磕碰傷、劃(huá)傷、燒傷等隨時機性質量問題。
對於套圈,影響軸承振動嚴重的也是溝道波紋度和表麵粗糙度。例如,中小(xiǎo)型深溝球軸承內外(wài)溝道圓度大於2μm時,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(zēng)加(jiā),溝道嚴重磕傷可使振動上升4dB以上,甚至出現異音。
無(wú)論是鋼(gāng)球還是套圈(quān),波紋度產生於(yú)磨削加工,超精研雖然可以改善波紋度並降低粗糙度,但根本的(de)措施是要降低磨削超精過程中的波(bō)紋度,避免隨機性磕碰(pèng)傷,主要(yào)有兩方麵(miàn)措施(shī):
一是降(jiàng)低滾(gǔn)動表麵磨削超精(jīng)時的振動,獲得良好的表麵加(jiā)工形狀精度和表麵紋路質量為降(jiàng)低振動,磨超機床必須具(jù)有良好的抗振性,床身等重要結構(gòu)件具有吸振性,軸承超精機床的油石(shí)振蕩係統具有良好的(de)抗振動性能;提(tí)高磨削速度(dù),國外(wài)磨削6202外滾道普遍采(cǎi)用6萬電主軸,磨削速度60m/s以上,國內(nèi)一般低得(dé)多,主要受(shòu)主軸及主軸承性(xìng)能的限製(zhì)。在高速磨(mó)削時,磨削力小(xiǎo),磨削變(biàn)質層薄,不容易燒傷,又可以提高加工精度和效率,對低噪聲(shēng)球軸承影響(xiǎng)很(hěn)大;主軸動靜剛度及其速度特性(xìng)對低噪聲球軸承磨削振動影響很大,剛度越高(gāo),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(cǎi)用隨機動平衡(héng)技術(shù),提(tí)高磨削主軸的抗振性。國外磨頭(tóu)振動速(sù)度(如Gamfior)約為國內一般主軸(zhóu)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(qián)砂輪油石主要問題是組織結(jié)構均勻性差,嚴重(chóng)影(yǐng)響低噪聲球(qiú)軸承磨超加工(gōng)質量;充分冷卻(què),提高過濾精度;提高精給係統的進給分(fèn)辨率,降低進給慣(guàn)性;合理的磨超加工(gōng)工藝參(cān)數和加工流程是不可忽視的因素,磨削留量要小(xiǎo),形位公差從嚴,中小型球軸承外徑不宜用超(chāo)精研,粗精磨超不宜分開,以保證良好的表麵質(zhì)量。
二是提高(gāo)加工基準麵精度,降低磨超加工過程中(zhōng)的誤差複映外徑與端麵(miàn)是磨超加工過程中的定位基準。外徑對溝道超精的(de)誤(wù)差複映是通過外徑對溝磨,溝磨對溝超的誤差複映間接傳(chuán)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表麵上(shàng),影響軸承振動。所以必須采取以下措施:提高定位基準表麵形狀精度(dù);加工過程中傳(chuán)遞平穩,無磕(kē)碰傷(shāng);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改善到最終的質量要(yào)求,嚴重影(yǐng)響加工質量的一致性。
從上麵分析不難看出:由高性能、高穩定性機床係統組成的自動線方式磨超加工低噪聲球軸承(chéng)更合適,可(kě)以避免磕碰傷(shāng),降低傳遞誤差,排除人(rén)工因素,提高加工效率和質量一致性,降低生產(chǎn)成本,提高企業效益。
如何降低球軸承噪聲呢?應從以下兩方麵著(zhe)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,生產無中間庫存,有效降低影響低噪聲球(qiú)軸承性(xìng)能工藝因素;生產潔(jié)淨化,這是一個係統的技術,包括磨削液、超精(jīng)液、清洗液、空氣、高壓(yā)空(kōng)氣、生產環(huán)境等技(jì)術工藝;自動化,從車(chē)加工到裝配全過程自動化,少人或(huò)無人化;規模化,此類軸承特別是(shì)靜音球軸承,必須(xū)形成大規模化,才能具備(bèi)全球市場競爭能力。
(二)裝備。高速磨削、電(diàn)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具備高速磨削,交流伺服控製,進給分(fèn)辨率0.25μ,全自動簡易操作,自診斷功能等;超精技術,主要(yào)以日本大(dà)阪精機為代表的無心支承兩工位超精和以德國梯倫(lún)豪斯為代(dài)表的液壓定心四工位(wèi)超精兩種方式(shì);在線檢測技術,二十世紀八十年代以來,日本軸承工業以主動測量機外反饋(kuì)控製的自動磨超短線應用更為普遍。我國以此方式(shì)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(suí)著工業先進 主(zhǔ)機技術不斷提(tí)高,聯線越來越簡單,逐步減少或(huò)不用主動測量和機外檢測;無心外圓磨床,圓外(KOYO、MIKROSA等)普遍采(cǎi)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(cǎi)用高精度微動交(jiāo)流伺(sì)服係統,穩定的傳動交流變頻導輪調整係統,可具備在線隨機智能化測量,可實現CBN砂輪磨削等,可實(shí)現自動聯線,圓度可達0.3μm,尺寸分散可達3μm。