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軸承套圈磨超加工新技能及其國內(nèi)外開展情況
來源:海力軸承網(wǎng) 時間:2013-05-25
作為整個工業(yè)基礎(chǔ)的機械制作業(yè)；正在朝著高精度、高功率、智能化和柔性化的方向開展.磨削、超精研加工（簡稱“磨超加工”）往往是機械產(chǎn)物的終極加工環(huán)節(jié)；其機械加工的好壞直接影響到產(chǎn)物的質(zhì)量和功用.作為機械工業(yè)基礎(chǔ)件之一軸承的出產(chǎn)中；套圈的磨超加工是決議套圈零件乃至整個軸承精度的首要環(huán)節(jié)；其間翻滾外表的磨超加工；則又是影響軸承壽數(shù)以及軸承減振降噪的首要環(huán)節(jié).因而；向來磨超加工都是軸承制作技能范疇的要害技能和核心技能.
國外軸承工業(yè)；60時代已構(gòu)成一個安穩(wěn)的套圈磨超加工工藝流程及根本辦法；即：雙端面磨削 無心外圓磨削 滾道切入無心磨削 滾道超精研加工.除了布局特別的軸承；需求附加若干工序外；很多出產(chǎn)的套圈均是按這一流程加工的.幾十年來；工藝流程未呈現(xiàn)根本性的改變；可是這并不意味著軸承制作技能沒有開展.簡要地說；60時代僅僅樹立和開展“雙端面 無心外圓 切入磨 超精研”這一工藝流程；并相應(yīng)誕生了成系列的切入無心磨床和超精研機床；零件加工精度到達3～5um；單件加工時刻13～18s（中小型尺度）.70時代則首要是以運用60m/s高速磨削、操控力磨削技能及操控力磨床很多選用；以集成電路為特征的電子操控技能的數(shù)字操控技能被很多選用；然后進步了磨床及工藝的安穩(wěn)性；零件加工精度到達1～3um；零件加工時刻10～12s.80時代以來；工藝及設(shè)備的加工精度已不是難題；首要開展方向是在安穩(wěn)質(zhì)量的條件下；尋求更高的功率；調(diào)整更便利以及制作體系的數(shù)控化和主動化.
2． 軸承套圈的磨削加工
在軸承出產(chǎn)中；磨削加工勞動量約占總勞動量的60%；所用磨床數(shù)量也占悉數(shù)金屬切削機床的60%左右；磨削加工的本錢占整個軸承本錢的15%以上.關(guān)于高精度軸承；磨削加工的這些份額更大.別的；磨削加工又是整個加工進程中最雜亂；對其知道至今仍是最不充沛的一個環(huán)節(jié).這個雜亂性表如今：所需求的功用指標(biāo)更多、精度更高，加工成形機理更雜亂；影響加工精度的要素很多，加工參數(shù)在線檢測艱難.因而；關(guān)于軸承出產(chǎn)中要害工序之一的磨削加工；怎么選用新工藝；新技能；以高精度、高功率、低本錢地結(jié)束磨削進程；就是磨削加工的首要任務(wù).
2．1 高速磨削技能
高速磨削能結(jié)束現(xiàn)代制作技能尋求的兩大方針進步產(chǎn)物質(zhì)量和勞動功率.實踐證明：若將磨削速度由35m/s進步到50～60m/s時；通常出產(chǎn)功率可進步30%～60%；對砂輪的耐用度進步約0。7～1倍；工件外表粗糙度參數(shù)值下降50%左右.
通常磨削速度到達45m/s以上稱為高速磨削.國內(nèi)以我所八十時代研制的ZYS 811全主動軸承內(nèi)圓磨床為代表；率先在國內(nèi)軸承職業(yè)套圈磨削加工中運用高速磨削技能；配套成功研制了高剛度、高轉(zhuǎn)速、大功率電主軸及高速砂輪.而國內(nèi)外高速磨削早已廣泛運用；并跟著廣泛選用高磨削比,高耐用度的超硬磨料如CBN；砂輪磨削速度已達80～120m/s；乃至更高.如：德國Mikrosa、日本KOYO公司的無心磨床；日本TOYO公司的軸承內(nèi)圓磨床等；外外表磨削砂輪線速度達120m/s；內(nèi)外表磨削線速度達60m/s～80m/s.
增大砂輪驅(qū)動（傳動）體系的功率和進步機床的剛性；是結(jié)束高速磨削一條重要措施；而其間高速主軸單元是高速磨床最為要害的部件.在高速磨削中；砂輪除應(yīng)具有滿足的強度外；還需求確保具有杰出的磨削功用；才干獲得高磨效果.別的；冷卻設(shè)備也是結(jié)束高速磨削不行短少的設(shè)備之一.
2．2 CBN砂輪磨削技能
立方氮化硼磨料簡稱CBN磨料；由其制作的砂輪稱為CBN砂輪；其首要具有下列特征： ⑴ 硬度高；導(dǎo)熱率高；熱安穩(wěn)性好；可接受1300～1500℃高溫. ⑵ 耐用性高；磨耗.ハ鞅瓤紗4000～10000（磨削比是指磨削進程去掉工件資料量與砂輪磨損量的比值）而通常剛玉砂輪僅為50～80. ⑶ 磨削力.ハ魅刃.庸すぜαπ.聿閿αΡ』蠣揮.⑷ 輔佐時刻（修整砂輪、替換砂輪）大大削減.
對我國軸承職業(yè)來說；運用CBN進行套圈磨削加工是種新的加工技能；運用遠(yuǎn)景十分寬廣；但需求研討處理下列技能：CBN砂輪的制作技能、修整技能、專用軸承磨床和磨削冷卻液等.
由于CBN砂輪具有杰出的加工特色；運用CBN砂輪進行軸承套圈磨削國外早已進行了研制并運用于出產(chǎn)中；并稱其為“出產(chǎn)加工技能的一場大革命”.從1982年以來；CBN砂輪在日本已大批運用；而且高速增加.
2．3 外外表磨削砂輪主動動平衡技能
關(guān)于外外表磨削；由于砂輪較大而且為非均質(zhì)組織體；砂輪體系重心總是違背主軸中間；高速旋轉(zhuǎn)時必定招致砂輪體系及其整個機床的振動；直接影響機床的運用壽數(shù).在此情況下；磨削加工將難以到達高精度；易招致工件外表發(fā)生磨削振紋；波紋度增大.
機床砂輪上直接設(shè)備上機械的或其他辦法的主動動平衡設(shè)備；開機后疾速直接迫臨最平衡位置；主動平衡較為完善且還可省掉砂輪靜平衡.該項技能的打破推動了磨削技能的開展；一起可以極大極限地延伸砂輪、修整用金剛石及主軸軸承壽數(shù)；減小機床振動；長期堅持機床的原有精度.
2．4 疾速消除內(nèi)外表磨削空程的技能
在所有軸承磨加工設(shè)備中；內(nèi)外表磨床的水平具有標(biāo)志的含義.這首要是磨削孔徑約束了砂輪尺度及相應(yīng)的體系組織調(diào)集參數(shù)；從根本上約束了工藝體系的剛性；一起其加工精度需求較高.這些都需求咱們有必要對內(nèi)外表磨削的工藝進程進入深化的研討；除了最大約束地發(fā)揚機床與砂輪的切削才能外；減小輔佐磨削時刻是進步磨削功率的要害；由于磨削空程占整個磨削時刻的10%左右.
當(dāng)前；國內(nèi)外運用較為廣泛的疾速消除磨削空程的技能有以下幾種：操控力磨削技能；恒功率磨削技能；運用主動丈量儀技能和丈量電主軸電流技能.
2．5 CNC數(shù)控技能及溝通伺服技能
溝通伺服電機與PLC可編程序操控器的定位模塊；伺服放大器相連即可構(gòu)成伺服體系；伺服電機自身帶有光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器；將其輸出的信號反應(yīng)到伺服放大器即可構(gòu)成半閉環(huán)操控體系.在高轉(zhuǎn)速（3000rpm）及低速作業(yè)都能確保定位精度；運用伺服體系可以結(jié)束快跳、快趨、修整抵償、粗精磨削；使機床進給組織大大簡化；功用可靠性大大進步.
2．6 溝通變頻調(diào)速技能
在磨削中砂輪的線速度跟著砂輪的耗費逐步下降；其開端與終末的線速度之比約為3：2.當(dāng)前；在砂輪磨削范疇已選用高線速度磨削；為了進步磨削功率、確保磨削質(zhì)量一致性；選用可編程操控器核算功用在每次修整砂輪后核算出砂輪半徑；進而核算出堅持砂輪恒線速度的變頻器輸入頻率；并傳送給溝通變頻器；然后確保砂輪線速度不變.
3． 軸承套圈的超精研加工
超精研加工辦法是從30時代中期開端開展起來的；其創(chuàng)建就是對準(zhǔn)軸承翻滾外表加工的；它是一種精細(xì)的、經(jīng)濟的加工工藝；跟著機械加工零件精細(xì)度及外表質(zhì)量需求的不斷進步；超精研加工得到愈來愈廣泛的運用.在咱們軸承制作的光整加工（拋光、砂布帶研磨、超精磨和超精研）中占有重要位置.
超精研加工；簡稱“超精加工”；通常是指在杰出的光滑條件下；被加工工件按必定的速度旋轉(zhuǎn)；油石按必定的壓力彈性地壓工件加工外表上；并在垂直于工件旋轉(zhuǎn)方向按必定規(guī)則作往復(fù)振動運動的一種可以主動結(jié)束的光整加工辦法.
超精研工整個進程包含獨立的區(qū)別顯著的三個期間：修整、安穩(wěn)切削、磨光（也有分為：切削期間或自銳期間、半切削期間、光整期間）.而且整個進程在根本工藝參數(shù)（如切削速度、油石壓力和硬度、振動頻率、磨料品種、工件資料以及光滑冷卻液等）不變的條件下主動結(jié)束.
3．1 超精研加工的長處
3。1。1 能有用的減小圓形誤差（首要是波紋度）.
3。1。2 能有用地改進滾道母線的直線性或加工成所需求的凸度形狀.
3。1。3 能去掉磨削蛻變層；下降外表粗糙度值.
3。1。4 能使外表具有剩余的壓應(yīng)力.
3。1。5 可以在加工外表構(gòu)成紋理均勻細(xì)膩的、較抱負(fù)的穿插紋理.
3。1。6 能使作業(yè)觸摸支承面積增大.
3．2 超精加工對翻滾軸承作業(yè)功用的影響
3。2。1 進步軸承的旋轉(zhuǎn)精度；減低軸承的振動和噪聲.
3。2。2 進步軸承的承載才能.
3。2。3 進步軸承的光滑效果；減小磨損.
3。2。4 減小軸承作業(yè)時的發(fā)熱.
3．3 超精研加工技能
3。3。1 油石制作技能
它決議油石的運用功用；是超精研技能存在的條件；運用上需求：油石切削功用要好；損耗要慢；又要有滿足的強度.
其間；陶瓷聯(lián)系CBN超精油石；可以堅持接連不變的高切削率；一起磨損量十分.俳繆沽Ω擼豢紗蟠筇岣吖ぜ庸さ惱逯柿亢屯騁恍.金剛石超精油石；可以獲得最高的切削率；最小的磨損率和最佳的外表精研效果.立方體碳化硅油石；類似于金剛石立方體氮化硼；切削力和加工質(zhì)量僅次于前兩者；比通常的碳化硅高.
3。3。2 超精加工工藝技能
超精加工工藝大將整個超精研進程分為粗超和精超二個期間.粗超期間中油石磨料比擬尖利；油石壓力較高；工件轉(zhuǎn)速較低；擺頭頻率較高；因而切削才能強；是去掉工件加工量的首要期間.精超期間中油石磨料相對鈍化；油石壓力較低；工件轉(zhuǎn)速較高；擺頭頻率較低；因而切削才能削弱；對工件外表的拋光效果加強；大大下降外表粗糙度值.
其間；一序二段法；一序二步法；油石主動抵償技能；油石主動供應(yīng)技能；粗、精超油石主動改換技能和高頻小振動加低頻大往復(fù)技能等都在國內(nèi)或國外設(shè)備上有所運用.
3。3。3 工件定位技能
當(dāng)前滾道超精研機常用的工件定位辦法有下列幾種：端面滾輪機械壓緊式無心夾緊；液壓定心端面滾輪機械壓緊式夾緊；雙滾輪驅(qū)動端面壓緊式無心夾緊.
3。3。4 光滑冷卻技能
超精加工時光滑液首要三個效果：沖刷冷卻；光滑；構(gòu)成吸附油膜.
超精加工對光滑冷卻的需求：恰當(dāng)?shù)恼扯龋环冷P功用；揮發(fā)性.馗詞褂.
超精加工對光滑冷卻液的過濾精度有嚴(yán)厲的需求；因而有必要有高精度的過濾設(shè)備來確保.
綜上所述；工藝工裝專業(yè)委員會環(huán)繞中軸協(xié)技能委員會“十五”攻關(guān)項目需求；打造精品滾子軸承；要點研討如下：
1。軸承滾子的磨、超難題.其間滾子凸度對數(shù)曲線超精技能在“八五”就已獲得成功；當(dāng)前首要是推廣運用和進步超精體系的可靠性、安穩(wěn)性難題.
2。開發(fā)研討并完善的套圈滾道凸度超精機.盡管此項技能研討已獲得必定的效果；但間隔到達SKF公司的領(lǐng)先的什物水平還差必定的間隔.
3。對檔邊的帶凸度超精研技能及配備開發(fā).
4。滾子的端面超精技能研討及設(shè)備開發(fā).
5。推動新式油石的產(chǎn)業(yè)化工程和遍及與運用.
6。將上述領(lǐng)先的、最新的專利技能運用到滾子軸承的磨超設(shè)備技能改造和新一代設(shè)備研制上來.一起大力推動滾子軸承的主動出產(chǎn)裝配線的研制.
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