发(fa)布(bu)时(shi)间:2012年12月(yue)22日人气(qi):来(lai)源(yuan):本(ben)站原(yuan)创
目前(qian)我(wo)国的深沟(gou)密封球轴(zhou)承(cheng)与国(guo)外先(xian)进公司(si)的产(chan)品内部结构参数几乎(hu)相同(tong),然而(er)我国此类产品的振(zhen)动(dong)与(yu)噪(zao)声(sheng)水平却与国外产品相差(cha)甚远,主(zhu)要(yao)原因是在制(zhi)造(zao)和工况(kuang)因素(su)的影响。从轴承行业角度来考虑(lv),工(gong)况因(yin)素可(ke)以对主机(ji)提出合理要求来解决,而如何(he)降低由(you)制造因素引起(qi)的振动和噪声是轴承行业必须(xu)解(jie)决的问(wen)题。
国内(nei)外大量(liang)试(shi)验表(biao)明:保持(chi)架、套圈、钢球的加(jia)工质量对(dui)轴承振动具(ju)有(you)不同程度(du)的(de)影响,其中钢球的加工质量对轴承振动影(ying)响最(zui)明(ming)显,其(qi)次(ci)是套圈的加工质量,最主要影响(xiang)因素是(shi)钢(gang)球和套(tao)圈(quan)的圆(yuan)度、波纹度、表面粗(cu)糙度、表面磕碰伤(shang)等。
我国钢球(qiu)产品(pin)最突出的问题是振动值(zhi)离(li)散(san)大,表面缺(que)陷严(yan)重(zhong)(单(dan)点、群(qun)点、凹(ao)坑等),尽(jin)管表面粗糙度、尺寸、形(xing)状(zhuang)、误差都不低(di)于圈外水(shui)平,但合套后轴承振动值高,甚(shen)至产生异音,主要问题(ti)是波(bo)纹度没(mei)有控(kong)制(无(wu)标(biao)准(zhun)、无合(he)适(shi)测(ce)试分析仪(yi)器(qi)),同时说明机床的抗(kang)振性(xing)差,砂轮(lun)、研磨盘、冷却液、工艺参(can)数均存(cun)在问题;另一(yi)方面要提(ti)高(gao)管(guan)理(li)水平,避免(mian)磕(ke)碰伤、划(hua)伤、烧伤等随时机性质量问题。
对于套圈,影响轴承振动最为(wei)严重的也是沟道波纹度和表面(mian)粗糙(cao)度。例如(ru),中(zhong)小(xiao)型(xing)深(shen)沟球轴承内外沟道圆度大(da)于2μm时,将对轴承振动产生明显(xian)影响,内外(wai)沟道波纹(wen)度大于0.7μm时,轴承振动值随波纹度增(zeng)加而增加,沟道(dao)严重磕伤可使(shi)振动上(shang)升4dB以(yi)上,甚至出(chu)现(xian)异音(yin)。
无论(lun)是钢球还是套圈,波纹度产生于磨(mo)削加工,超(chao)精(jing)研虽(sui)然可以改(gai)善(shan)波纹度并(bing)降低粗糙度,但(dan)最根本的措(cuo)施是要降低磨削超精过(guo)程中的波纹度,避免随机性磕碰伤,主要有两方面措施: 一是降(jiang)低滚动表面磨削超精时的振动,获(huo)得良好(hao)的表面加工形状精度和表面纹路质(zhi)量为降低振动,磨超机床必(bi)须具有良好的抗振性,床(chuang)身(shen)等重要结(jie)构(gou)件具有吸振性,超精机床的油(you)石(shi)振荡(dang)系统具有良好的抗振动性能(neng);提高磨削速(su)度,国外磨削6202外滚道普遍(bian)采用6万电主轴,磨削速(su)度60m/s以上,国内一般低得(de)多,主要受(shou)主轴及(ji)主轴承性能的限(xian)制。在高速磨削时,磨削力小,磨削变(bian)质层(ceng)薄,不(bu)容(rong)易烧伤,又(you)可以提高加工精度和效(xiao)率,对低噪声球轴承影响很(hen)大;主轴动静(jing)刚度及其速度特性对低噪声球轴承磨削振动影响很大,刚度越高,磨削速(su)度对磨削力的变化越不敏感,磨削系(xi)统(tong)振动越小;提高主轴轴承支(zhi)刚(gang)性,采(cai)用随机动平衡(heng)技术(shu),提高磨削主轴的抗振性。国外磨头振动速度(如Gamfior)约(yue)为国内一般主轴的十(shi)分之一;提高砂轮油石的切(qie)削性能及修整质量至关重要。我国目前砂轮油石主要问题是组织(zhi)结构均(jun)匀(yun)性差,严重影响低噪声球轴承磨超加工质量;充(chong)分冷却,提高过滤(lv)精度;提高精给(gei)系统的进(jin)给分辨(bian)率,降低进给惯(guan)性;合理的磨超加工工艺(yi)参数(shu)和加工流程(cheng)是不可忽(hu)视的因素,磨削留(liu)量要小,形位公差从(cong)严,中小型球轴承外径不宜(yi)用超精研,粗精磨超不宜分开(kai),以保证良好的表面质量。
二(er)是提高加工基准面精度,降低磨超加工过程中的误差复映(ying)外径(jing)与端面是磨超加工过程中的定(ding)位基(ji)准。外径对沟道超精的误(wu)差复映是通过外径对沟磨,沟磨对沟超的误差复(fu)映间(jian)接传递的。如果(guo)工件在传递过程中产生磕碰(peng)伤,将(jiang)直接复映到滚道加工表面上,影响轴承振动。所以必须采取以下(xia)措施(shi):提高定位基准表面形状精度;加工过程中传(chuan)递(di)平稳(wen),无磕碰伤;毛(mao)坯(pi)留量形位(wei)误差不能过大,特别(bie)是在留量较(jiao)小时,过大误差会造成(cheng)终磨和(he)超精结束时形状精度尚(shang)未改善到(dao)最终(zhong)的质量要求,严重影响加工质量的一致性。
从上面分析(xi)不难(nan)看(kan)出:由高性能、高稳定性机床系统组(zu)成的自动线方式磨超加工低噪声球轴承最合适,可以避免磕碰伤,降低传递误差,排(pai)除人工因素,提高加工效率和质量一致(zhi)性,降低生(sheng)产成本,提高企业效益(yi)。
如何降低球轴承噪声呢(ne)?应(ying)从以下两方面着手(shou)努(nu)力:
(一)制造工艺。工艺流(liu)程精化,主要指(zhi)工艺流程尽可能短(duan),工序(xu)加工合并,生产无中间库(ku)存,有效降低影响低噪声球轴承性能工艺因素;生产洁净化,这(zhe)是一个系统的技(ji)术,包括(kuo)磨削液(ye)、超精液、清(qing)洗(xi)液、空气、高压(ya)空(kong)气、生产环境(jing)等(deng)技术工艺;自(zi)动化,从车加工到装配全过程自(zi)动化,少人(ren)或无人化(hua);规模(mo)化,此类轴承特别是静音球轴承,必须形成大规模(mo)化,才能具备全球市(shi)场(chang)竞(jing)争(zheng)能力。
(二)装备。高速磨削、电主轴精度、刚度、寿(shou)命(ming)以及各种(zhong)完(wan)善的检(jian)测保护性能对磨削加工精度与效率(lv)起主要作用;磨床技术,国外内圆磨床一般(ban)都(dou)具备(bei)高速磨削,交流伺服控制,进给分(fen)辨率0.25μ,全自动简(jian)易操作(zuo),自诊(zhen)断(duan)功能等;超精技术,主要以日(ri)本大阪(ban)精机为代表的无心支承两(liang)工位超精和以德(de)国梯(ti)伦(lun)豪(hao)斯(si)为代(dai)表的液压定心四工位超精两种方(fang)式(shi);在线检测技术,二十世纪八十年代以来,日本轴承工业(ye)以主动测量机外反(fan)馈(kui)控制的自动磨超短线(xian)应用(yong)最为普遍。我国以此(ci)方式构成的磨超自动线应用也比(bi)较成熟,目(mu)前国内已(yi)有100条左右。随(sui)着(zhe)工业先进国家主机技术不断提高,联线越(yue)来越简单,逐(zhu)步(bu)减少(shao)或不用主动测量和机外检测;无心外圆磨床,圆外(KOYO、MIKROSA等)普遍采用滚动轴承砂轮主轴单元,具有高刚度、高精度、长寿命、装卸方便、使用可靠(kao)等一系列优点(dian);床身具有阻尼(ni)衰减减特性;进给采用高精度微(wei)动交流伺(ci)服系统,稳定的传动交流变频导轮调(diao)整(zheng)系统,可具备在线随机智能化测量,可实现CBN砂(sha)轮磨削等,可实(shi)现自动联线,圆度可达0.3μm,尺寸(cun)分散可达3μm。
平面磨床,国外双(shuang)端(duan)(如KOYO、LandisGardner)面磨床主轴都普遍采用高精度、高刚度滚动轴承主轴单元(yuan)砂轮轴系统,油雾润(run)滑。以Gardner技术为例(li),该(gai)公司研究生产系统装备已有九十多年(nian)历(li)史(shi),可磨削轴承、陶(tao)瓷等材(cai)料。主要技术有自动砂轮修(xiu)整和补偿,砂轮磨头进给以伺服(fu)电机丝杠(gang)同轴结构,砂轮向内外快(kuai)速同步进给,进给精度可达(da)到0.25μm,机身放置(zhi)在两个(ge)水平垫(dian)块(kuai)和平衡器上,平衡器具有自平衡支承杆(gan),自动调整与两个水平垫块成一水平面,使机床得到一个稳固(gu)的支承效果,平衡器重点是在维(wei)持砂轮轴同心度,增加修整砂轮间隔(ge)时间,工件进给有旋转式、往复式、贯穿式和特(te)殊四种形式,可使用超级磨料(liao)砂轮,金刚砂轮和CBN磨削,磨削精度高、稳定性好,极(ji)长(zhang)的砂轮使用寿命和方便的操作调整,可以根(gen)据加工要求专门(men)配(pei)制磨料、结合剂(ji)、结构(圆环(huan)、钮(niu)状或环节状),从而达到最佳(jia)磨削效果,平行(xing)差及平面度达1μm。