我國的深溝密封球軸承(chéng)與國外先進公司的產品內部(bù)結構參數(shù)幾乎相(xiàng)同,然(rán)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,主要原因是(shì)在製造和工況因素的影響。從軸承行業角度(dù)來考慮,工況因素可以(yǐ)對主機提(tí)出合理要求來解(jiě)決,而如何降低由製造因素引(yǐn)起的振動和噪聲是軸承行業必須通過(guò)軸承超精機解決的問題(tí)。
國內外大(dà)量試驗表明:保持架、套圈、鋼球的加工質量對軸承振動具(jù)有(yǒu)不同程度的影(yǐng)響,其中鋼球的加(jiā)工質量對軸承振動影(yǐng)響更(gèng)明顯,其次(cì)是套圈的加工質量,主要影響因素是(shì)鋼球(qiú)和套圈的圓度、波紋度、表麵粗糙度、表麵磕碰傷等。
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,但合套後軸承振動值高(gāo),甚(shèn)至產生異音,主要問題(tí)是波紋度沒有控(kòng)製(無標準(zhǔn)、無合適測試分析儀器),同時說明(míng)機(jī)床的抗振性差,砂輪、研磨盤、冷卻液(yè)、工(gōng)藝參數均存在(zài)問題;另一方麵要提高管理水平,避免磕碰傷、劃傷、燒傷等(děng)隨時機性質量問(wèn)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(cāo)度。例如,中(zhōng)小型深溝(gōu)球軸承內外溝道圓度大於2μm時,將對軸承振動產生(shēng)明(míng)顯影響,內外溝道(dào)波(bō)紋度大於0.7μm時,軸承振動值隨波(bō)紋度增加而增(zēng)加,溝道嚴重磕傷可使振動上升4dB以上,甚至(zhì)出現異音。
無(wú)論是鋼球還是套圈,波紋度產生於磨削加工,超精研雖然可以改善波紋度並降低粗糙度(dù),但根本的措施是要降低(dī)磨削超精過程中的波(bō)紋度,避免隨機性磕碰傷,主要有兩(liǎng)方麵(miàn)措施(shī):
一是降(jiàng)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(hé)表麵紋路質量(liàng)為降低振動,磨超機床必須(xū)具有良好的抗振性,床身等重要(yào)結構件具(jù)有吸振性,軸承超精機床(chuáng)的油(yóu)石振(zhèn)蕩係統具(jù)有良好的抗振動(dòng)性能;提高磨削(xuē)速度,國外磨削6202外滾道普遍采用6萬電(diàn)主軸,磨(mó)削速度60m/s以上,國內一般低得多,主(zhǔ)要(yào)受主軸及主軸承(chéng)性能的限製。在高速磨削時,磨削力小,磨(mó)削變質層薄(báo),不容易燒傷,又可以提高加工精度和效(xiào)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,剛(gāng)度越高,磨(mó)削速度對磨削力的(de)變化越不敏感(gǎn),磨削係統振動(dòng)越小;提高主軸軸承支剛性,采用隨機動平衡技術,提高磨削主軸的抗振(zhèn)性。國外(wài)磨頭振動(dòng)速度(如Gamfior)約為國內一般主軸的十(shí)分之一;提高砂輪油石的切削性(xìng)能及修整(zhěng)質量至關重要。我國(guó)目前砂輪油石主(zhǔ)要問題是組織結構均(jun1)勻性差,嚴重影響低噪聲球軸承磨超加工質量;充分冷(lěng)卻,提高過濾精(jīng)度;提高精給係統的(de)進給分辨率,降低(dī)進給慣性;合(hé)理(lǐ)的磨超加工工藝參數和加工流程是(shì)不可忽視的因素,磨削留量要小,形位公差從嚴,中小型球(qiú)軸承外徑不(bú)宜用超精研,粗(cū)精磨超不宜分開,以保證良好的表麵(miàn)質量。
二是提高加工基準麵精度,降(jiàng)低磨超加工過程中的誤(wù)差複映外徑與端(duān)麵是磨超加工過程中的定位基準。外徑對溝道超精的誤差複映是通(tōng)過外徑對溝磨,溝磨對溝超的誤差複映間接傳遞的。如(rú)果工(gōng)件在傳遞過程中產生磕碰傷,將直接複映到(dào)滾道加工表麵上,影響軸承振動(dòng)。所以必須采取以下措施:提高定位基準(zhǔn)表麵形狀精度;加工過程中傳遞平穩,無磕碰(pèng)傷;毛坯留量形(xíng)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(jīng)結束時形狀精度尚未改善(shàn)到最終的質量要(yào)求,嚴重影響加工質量的一致性。
從上麵分析不難看出:由高性能、高穩定性機床係統組(zǔ)成的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(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(chéng)本,提高企(qǐ)業效益。
如何降低球軸承噪聲呢?應(yīng)從以下兩方麵著手努力:
(一)製造工藝。工藝(yì)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(jiān)庫存,有效降低影響低噪聲球軸承性能工藝因素;生產潔淨化,這是一個係統的技術(shù),包括磨削液、超精(jīng)液、清洗液、空氣、高壓空氣、生(shēng)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(shǎo)人(rén)或無人(rén)化;規模化,此類軸承特別是靜(jìng)音球軸承,必須形(xíng)成大規(guī)模化,才能(néng)具備全(quán)球市場競爭能力。
(二(èr))裝備。高速磨削、電主軸精度、剛度、壽(shòu)命以及各(gè)種完善的檢測保護性能對磨削加(jiā)工精度與效率起主要作用;磨床技(jì)術,國外內圓磨(mó)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(zì)診斷功能等;超精(jīng)技術,主要以日本(běn)大阪精(jīng)機為代(dài)表(biǎo)的無心支承(chéng)兩工位超精和以德國梯倫豪(háo)斯為代表的液壓定心四工位超(chāo)精兩種方式;在線(xiàn)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動線應(yīng)用也比較成熟,目前國內已有100條左右(yòu)。隨著工(gōng)業先進 主機技術不斷提(tí)高,聯線越(yuè)來越簡單,逐步減少(shǎo)或不用主動測量(liàng)和機外檢測;無心外圓磨床,圓外(wài)(KOYO、MIKROSA等)普遍采用滾動軸承砂輪主軸單(dān)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(yǒu)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導輪調整係統,可具備在線(xiàn)隨機智能化測(cè)量,可實現(xiàn)CBN砂輪磨削(xuē)等,可實現自動聯線(xiàn),圓度(dù)可達0.3μm,尺寸分散(sàn)可達3μm。