臨清市龍道軸承有限公司歡迎您!

您現在的位置: 外球面軸承 > 知識頻道 > 軸承知識 >

軸承套圈磨超加工新技術

來源:龍道軸承 發布時間:2019-04-26熱度: ℃
軸承套圈磨超加工新技術及其国内外发展状况 1.前言 作为整个工业基础的机械制造业,正在朝着高精度、高效率、智能化和柔性化的方向发展。磨削、超精研加工(简称 ;磨超加工 ;)...

軸承套圈磨超加工新技術及其国内外发展状况
 
1. 前言 
作为整个工业基础的机械制造业,正在朝着高精度、高效率、智能化和柔性化的方向发展。磨削、超精研加工(简称 ;磨超加工 ;)往往是机械秋秋影视的终极加工环节,其机械加工的好坏直接影响到秋秋影视的质量和性能。作为机械工业基础件之一轴承的秋秋影视中,套圈的磨超加工是决定套圈零件乃至整个轴承精度的主要环节,其中滚动表面的磨超加工,则又是影响轴承寿命以及轴承减振降噪的主要环节。因此,历来磨超加工都是轴承制造技术领域的关键技术和核心技术。 
國外軸承工業,60年代已形成一個穩定的套圈磨超加工工藝流程及基本方法,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 
除了结构特殊的轴承,需要附加若干工序外,大量秋秋影视的套圈均是按这一流程加工的。几十年来,工艺流程未出现根本性的变化,但是这并不意味着轴承制造技术没有发展。简要地说,60年代只是建立和发展 ;双端面——无心外圆——切入磨——超精研 ;这一工艺流程,并相应诞生了成系列的切入无心磨床和超精研机床,零件加工精度达到3~5um,单件加工时间13~18s(中小型尺寸)。70年代则主要是以应用60m/s高速磨削、控制力磨削技术及控制力磨床大量采用,以集成电路为特征的电子控制技术的数字控制技术被大量采用,从而提高了磨床及工艺的稳定性,零件加工精度达到1~3um,零件加工时间10~12s。80年代以来,工艺及设备的加工精度已不是问题,主要发展方向是在稳定质量的前提下,追求更高的效率,调整更方便以及制造系统的数控化和自动化。 
2. 軸承套圈的磨削加工 
在軸承生産中,磨削加工勞動量約占總勞動量的60%,所用磨床數量也占全部金屬切削機床的60%左右,磨削加工的成本占整個軸承成本的15%以上。對于高精度軸承,磨削加工的這些比例更大。另外,磨削加工又是整個加工過程中最複雜,對其了解至今仍是最不充分的一個環節。這個複雜性表現在:所要求的性能指標更多、精度更高;加工成形機理更複雜,影響加工精度的因素衆多;加工參數在線檢測困難。因此,對于軸承生産中關鍵工序之一的磨削加工,如何采用新工藝,新技術,以高精度、高效率、低成本地完成磨削過程,便是磨削加工的主要任務。 
2.1 高速磨削技術 
高速磨削能實現現代制造技術追求的兩大目標提高秋秋影视質量和勞動效率。實踐證明:若將磨削速度由35m/s提高到50~60m/s時,一般生産效率可提高30%~60%,對砂輪的耐用度提高約0.7~1倍,工件表面粗糙度參數值降低50%左右。 
一般磨削速度達到45m/s以上稱爲高速磨削。國內以我所八十年代研制的ZYS—811全自動軸承內圓磨床爲代表,率先在國內軸承秋秋影视套圈磨削加工中應用高速磨削技術,配套成功研制了高剛度、高轉速、大功率電主軸及高速砂輪。而國內外高速磨削早已廣泛應用,並隨著廣泛采用高磨削比,高耐用度的超硬磨料如CBN,砂輪磨削速度已達80~120m/s,甚至更高。如:德國Mikros
  A、日本KOYO公司的無心磨床,日本TOYO公司的軸承內圓磨床等,外表面磨削砂輪線速度達120m/s,內表面磨削線速度達60m/s~80m/s。帶座外球面軸承此類軸承在設計上也具有一定調心性,易于安裝,具有雙重結構的密封裝置,可以在惡劣的環境下工作。軸承座一般是采用鑄造成型。 
增大砂輪驅動(傳動)系統的功率和提高機床的剛性,是實現高速磨削一條重要措施,而其中高速主軸單元是高速磨床最爲關鍵的部件。在高速磨削中,砂輪除應具有足夠的強度外,還需要保證具有良好的磨削性能,才能獲得高磨效果。另外,冷卻裝置也是實現高速磨削不可缺少的裝置之一。 
2.2 CBN砂輪磨削技術 
立方氮化硼磨料簡稱CBN磨料,由其制造的砂輪稱爲CBN砂輪,其主要具有下列特征: ⑴ 
硬度高,導熱率高,熱穩定性好,可承受1300~1500℃高溫。 ⑵ 
耐用性高,磨耗小,磨削比可達4000~10000(磨削比是指磨削過程去除工件材料量與砂輪磨損量的比值)而普通剛玉砂輪僅爲50~80。 
⑶ 磨削力小,磨削熱小,加工工件應力小,表層應力薄或沒有。⑷ 輔助時間(修整砂輪、更換砂輪)大大減少。 
對我國軸承秋秋影视來說,利用CBN進行套圈磨削加工是種新的加工技術,應用前景非常廣闊,但需要研究解決下列技術:CBN砂輪的制造技術、修整技術、專用軸承磨床和磨削冷卻液等。 
由于CBN砂轮具有良好的加工特点,利用CBN砂轮进行轴承套圈磨削国外早已进行了研制并应用于秋秋影视中,并称其为 ;秋秋影视加工技术的一场大革命 ;。从1982年以来,CBN砂轮在日本已大批应用,并且高速增长。 
2.3 外表面磨削砂輪自動動平衡技術 
對于外表面磨削,由于砂輪較大並且爲非均質組織體,砂輪系統重心總是偏離主軸中心,高速旋轉時必然引起砂輪系統及其整個機床的振動,直接影響機床的使用壽命。在此情況下,磨削加工將難以達到高精度,易導致工件表面産生磨削振紋,波紋度增大。 
機床砂輪上直接安裝上機械的或其他方式的自動動平衡裝置,開機後快速直接逼近最平衡位置,自動平衡較爲完善且還可省略砂輪靜平衡。該項技術的突破推動了磨削技術的發展,同時能夠極大限度地延長砂輪、修整用金剛石及主軸軸承壽命,減小機床振動,長期保持機床的原有精度。 
2.4 快速消除內表面磨削空程的技術 
在所有軸承磨加工設備中,內表面磨床的水平具有象征的意義。這主要是磨削孔徑限制了砂輪尺寸及相應的系統機構集合參數,從根本上限制了工藝系統的剛性,同時其加工精度要求較高。這些都要求我們必須對內表面磨削的工藝過程進入深入的研究,除了最大限制地發揮機床與砂輪的切削能力外,減小輔助磨削時間是提高磨削效率的關鍵,因爲磨削空程占整個磨削時間的10%左右。 
目前,國內外應用較爲廣泛的快速消除磨削空程的技術有以下幾種:控制力磨削技術,恒功率磨削技術,利用主動測量儀技術和測量電主軸電流技術。 
2.5 CNC數控技術及交流伺服技術 
交流伺服電機與PLC可編程序控制器的定位模塊,伺服放大器相連即可構成伺服系統,伺服電機本身帶有光學旋轉編碼器,將其輸出的信號反饋到伺服放大器即可構成半閉環控制系統。在高轉速(3000rpm)及低速運轉都能保證定位精度,使用伺服系統可以完成快跳、快趨、修整補償、粗精磨削,使機床進給機構大大簡化,性能可靠性大大提高。 
2.6 交流變頻調速技術 
在磨削中砂輪的線速度隨著砂輪的消耗逐漸降低,其開始與終末的線速度之比約爲3:2。目前,在砂輪磨削領域已采用高線速度磨削,爲了提高磨削效率、保證磨削質量一致性,采用可編程控制器計算功能在每次修整砂輪後計算出砂輪半徑,進而計算出保持砂輪恒線速度的變頻器輸入頻率,並傳送給交流變頻器,從而保證砂輪線速度不變。 
3. 軸承套圈的超精研加工 
超精研加工方法是從30年代中期開始發展起來的,其創立就是針對軸承滾動表面加工的,它是一種精密的、經濟的加工工藝,隨著機械加工零件精密度及表面質量要求的不斷提高,超精研加工得到愈來愈廣泛的應用。在我們軸承制造的光整加工(抛光、砂布帶研磨、超精磨和超精研)中占據重要地位。 
超精研加工,简称 ;超精加工 ;一般是指在良好的润滑条件下,被加工工件按一定的速度旋转,油石按一定的压力弹性地压工件加工表面上,并在垂直于工件旋转方向按一定规律作往复振荡运动的一种能够自动完结的光整加工方法。 
超精研工整個過程包括獨立的區分明顯的三個階段:修整、恒定切削、磨光(也有分爲:切削階段或自銳階段、半切削階段、光整階段)。並且整個過程在基本工藝參數(如切削速度、油石壓力和硬度、振蕩頻率、磨料種類、工件材料以及潤滑冷卻液等)不變的條件下自動完結。 
3.1 超精研加工的優點 
3.1.1 能有效的減小圓形偏差(主要是波紋度)。 
3.1.2 能有效地改善滾道母線的直線性或加工成所需要的凸度形狀。带座外球面軸承是将滚动轴承与轴承座结合在一起的一种轴承单元。大部分外球面軸承都是将外径做成球面,与带有球状内孔的进口轴承座安装在一起,结构形式多样,通用性和互换性好。 
3.1.3 能去除磨削變質層,降低表面粗糙度值。 
3.1.4 能使表面具有殘余的壓應力。 
3.1.5 能夠在加工表面形成紋理均勻細膩的、較理想的交叉紋路。 
3.1.6 能使工作接觸支承面積增大。 
3.2 超精加工對滾動軸承工作性能的影響 
3.2.1 提高軸承的旋轉精度,減低軸承的振動和噪聲。 
3.2.2 提高軸承的承載能力。 
3.2.3 提高軸承的潤滑效果,減小磨損。 
3.2.4 減小軸承工作時的發熱。 
3.3 超精研加工技術 
3.3.1 油石制造技術 
它決定油石的使用性能,是超精研技術存在的前提,使用上要求:油石切削性能要好,損耗要慢,又要有足夠的強度。 
其中,陶瓷結合CBN超精油石,能夠保持連續不變的高切削率,同時磨損量非常小,臨界壓力高,可大大提高工件加工的整體質量和統一性。金剛石超精油石,能夠獲得最高的切削率,最小的磨損率和最佳的表面精研效果。立方體碳化矽油石,類似于金剛石立方體氮化硼,切削力和加工質量僅次于前兩者,比一般的碳化矽高。 
3.3.2 超精加工工藝技術 
超精加工工藝上將整個超精研過程分爲粗超和精超二個階段。粗超階段中油石磨料比較鋒利,油石壓力較高,工件轉速較低,擺頭頻率較高,因而切削能力強,是去除工件加工量的主要階段。精超階段中油石磨料相對鈍化,油石壓力較低,工件轉速較高,擺頭頻率較低,因而切削能力減弱,對工件表面的抛光作用加強,大大降低表面粗糙度值。 
其中,一序二段法,一序二步法,油石自動補償技術,油石自動供給技術,粗、精超油石自動變換技術和高頻小振蕩加低頻大往複技術等都在國內或國外設備上有所應用。 
3.3.3 工件定位技術 
目前滾道超精研機常用的工件定位方式有下列幾種: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,雙滾輪驅動端面壓緊式無心夾緊。 
3.3.4 潤滑冷卻技術 
超精加工時潤滑液主要三個作用:沖洗冷卻,潤滑,形成吸附油膜。 
超精加工對潤滑冷卻的要求:適當的粘度,防鏽功能,揮發性小,重複使用。 
超精加工對潤滑冷卻液的過濾精度有嚴格的要求,因此必須有高精度的過濾裝置來保證。 
综上所述,工艺工装专业委员会围绕中轴协技术委员会 ;十五 ;攻关项目要求,打造精品滚子轴承,重点研究如下: 
1.轴承滚子的磨、超问题。其中滚子凸度对数曲线超精技术在 ;八五 ;就已取得成功,目前主要是是推广应用和提高超精系统的可靠性、稳定性问题。 
2.開發研究並完善的套圈滾道凸度超精機。雖然此項技術研究已取得一定的成果,但距離達到SKF公司的先進的實物水平還差一定的距離。 
3.對檔邊的帶凸度超精研技術及裝備開發。帶座軸承是潤滑脂密封型深溝球軸承和各種形狀的軸承座組合而成的高精度組件秋秋影视。軸承組件可以通過幾個螺栓直接安裝到機械裝置的主體上,具有調心功能,能夠進行潤滑脂的補充等,是一種安裝使用都非常簡便的秋秋影视。 
4.滾子的端面超精技術研究及設備開發。 
5.推動新型油石的産業化工程和普及與應用。 
6.將上述先進的、最新的專利技術應用到滾子軸承的磨超設備技術改造和新一代設備研發上來。同時大力推進滾子軸承的自動生産裝配線的研發。 
  

本文秋秋影视:/zcsj/1460.html

責任編輯:龍道軸承