我(wǒ)國的深溝密封球(qiú)軸承與國外先進公司的產品(pǐn)內部(bù)結構(gòu)參數幾乎相同,然而我國此類產品的振動與噪聲水平卻與國外(wài)產品(pǐn)相差甚遠,主要原因是在製造和工況因素的影響(xiǎng)。從軸承行業角(jiǎo)度來考(kǎo)慮,工況因素可以對主機提出合理要求來解決,而如何降低(dī)由製造因素引(yǐn)起的振動和噪聲是(shì)軸承行業必須通過(guò)軸承(chéng)超精機解決的問題。
國內外大(dà)量試驗表明:保(bǎo)持架、套圈、鋼球的加工質量對軸(zhóu)承振(zhèn)動具有不同程度的影響,其中鋼球的加工質量對軸(zhóu)承振動影響更明顯,其次是套圈的加工質(zhì)量,主要影響因素是鋼球和套圈的圓度、波紋度、表麵粗糙(cāo)度、表麵磕碰傷等。
我國鋼球產品突出的問題是振動值離散(sàn)大,表麵缺(quē)陷嚴重(單點、群點、凹坑等),盡管表麵粗糙度、尺寸、形狀、誤差都不低於圈外水平,但合套後軸承振動值高,甚(shèn)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(xī)儀器),同(tóng)時說明機床的抗振性差,砂輪、研磨盤、冷卻液、工(gōng)藝參數均存在問題(tí);另一方麵要提高(gāo)管理水平,避免磕碰傷、劃傷、燒傷等(děng)隨時(shí)機性質量問題。
對於套圈,影響軸承振動嚴重的也是溝道(dào)波紋(wén)度和表麵粗糙度。例如,中小型深(shēn)溝球軸承內(nèi)外溝(gōu)道圓度(dù)大於2μm時,將對軸承振動產生明顯影響,內外溝道波(bō)紋度大於(yú)0.7μm時,軸承振動值隨波紋度(dù)增加而(ér)增加,溝道(dào)嚴重(chóng)磕傷可使振動上升4dB以上,甚至出現異音(yīn)。
無論是(shì)鋼球還是套圈,波紋度產生於磨削加工,超精(jīng)研雖然可以改善波(bō)紋度並降低粗糙度(dù),但根(gēn)本的措施是(shì)要降低(dī)磨削超精過程(chéng)中的波紋度,避免隨機性磕(kē)碰傷,主要有兩方麵措(cuò)施:
一是降低滾動(dòng)表麵磨削超精時的振動,獲(huò)得(dé)良好的表麵(miàn)加工形狀精(jīng)度(dù)和表麵(miàn)紋路質量(liàng)為降低振動(dòng),磨超機床必須具(jù)有良好的抗振性,床身等重要結(jié)構件具有吸振性(xìng),軸承超精機床的油石振蕩係統具有良好的抗振動性能;提(tí)高磨(mó)削速度,國外磨削6202外滾道普遍采用6萬電主軸,磨削速度(dù)60m/s以上,國(guó)內一(yī)般低得多,主要受主軸及主軸承性(xìng)能的限(xiàn)製。在高速磨(mó)削時,磨削力小,磨削變質層薄,不容易燒傷,又可以提高加工(gōng)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(yǐng)響很大,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;提高主軸軸承(chéng)支剛性,采用隨機動平衡技術,提高磨削主軸的抗振性。國外磨頭振動速度(如Gamfior)約為國(guó)內一般主軸的十分之一;提高砂輪油石的切削(xuē)性能及(jí)修(xiū)整(zhěng)質量至關重要。我國目前砂輪油石主要問題是組織結構(gòu)均勻性差,嚴重影響低噪聲球軸承磨超加工質量;充分冷卻,提高過濾精(jīng)度;提(tí)高精給係統的進給分辨率,降(jiàng)低進給慣性;合理的磨超加工(gōng)工藝參數和加工流程是不可忽視的(de)因素,磨削(xuē)留量要小,形位公差從嚴,中小型球軸承(chéng)外徑不宜用超(chāo)精研,粗精磨超不宜分開(kāi),以保證良好的表麵質量。
二是提高加工基(jī)準麵精(jīng)度,降低磨超加工過程中的誤(wù)差複映外徑與端麵是磨超加工過(guò)程(chéng)中的(de)定位基準。外徑(jìng)對溝道超精的誤差複映是通過外徑對溝磨,溝磨對溝超的誤差複映間接傳遞的。如果工件(jiàn)在傳(chuán)遞過程中產生磕碰傷,將直接複映到滾道加工表(biǎo)麵上,影響軸承振動。所(suǒ)以必須采取(qǔ)以下措施:提高定位基準表麵(miàn)形狀精度(dù);加工過程中傳(chuán)遞平穩,無磕碰傷(shāng);毛坯(pī)留量形位誤差不能過大,特(tè)別(bié)是在留量較小時,過大誤差會造成終磨和超精結束時形(xíng)狀精度尚未改善到最終的質量要求,嚴(yán)重影響加工質量的一致性。
從上麵分析不(bú)難看(kàn)出:由高性能、高穩定性機床係統組成的自動線方(fāng)式磨超加工低噪聲球(qiú)軸承更合適,可以避(bì)免磕碰傷,降低傳(chuán)遞誤差(chà),排(pái)除人工因素,提高加工效率和質(zhì)量一致性,降(jiàng)低生產成本(běn),提(tí)高企業效益。
如何降低球(qiú)軸承噪聲呢?應從以下兩方麵著手努(nǔ)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(bìng),生產無中間庫存,有(yǒu)效降低影響低噪聲球軸承(chéng)性能工藝因素;生產潔淨化,這是一個係統的技術,包括磨削液、超精液、清洗液、空氣、高(gāo)壓空氣、生產(chǎn)環境等技術工藝;自動化,從車加工到裝配全過程自動化,少人或無人化;規模化,此類軸承特(tè)別是靜音(yīn)球軸承,必須形成大規模化,才能具備全球市場競爭能力。
(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(néng)對磨削加工精度與(yǔ)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,進給分辨(biàn)率0.25μ,全(quán)自動簡易操作,自(zì)診斷功能等;超精技術(shù),主要(yào)以日本大阪精機為(wéi)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(dìng)心四工位超(chāo)精兩種方式;在線檢測技術,二十世(shì)紀八(bā)十年代以來,日本軸承工業以(yǐ)主動測量機外反饋控製的自動磨超短線應用更為普遍。我國(guó)以此方式構成的磨超自(zì)動線應用也(yě)比較成熟,目前國內已有100條左右。隨著工業先進 主機技術不斷(duàn)提高,聯線越來越簡單,逐步減少或不(bú)用主(zhǔ)動測量和機外檢測;無心外圓磨床,圓外(KOYO、MIKROSA等)普遍采用滾動(dòng)軸承砂(shā)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;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,穩定的傳動交流變頻(pín)導輪調整(zhěng)係統,可具備在(zài)線隨機智能(néng)化測量,可實現(xiàn)CBN砂輪磨削等,可實現自(zì)動聯線,圓度可達0.3μm,尺寸分散可達3μm。