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轴承套圈磨超加工新技能及开展情况

来源:海力轴承网时间:2013-03-22

　　1、前语
　　作为整个工业基础的机械制作业；正在朝着高精度、高功率、智能化和柔性化的方向开展.磨削、超精研加工(简称“磨超加工”)往往是机械产物的终极加工环节；其机械加工的好坏直接影响到产物的质量和功用.作为机械工业基础件之一轴承的出产中；套圈的磨超加工是决议套圈零件乃至整个轴承精度的首要环节；其间翻滚外表的磨超加工；则又是影响轴承寿数以及轴承减振降噪的首要环节.因而；向来磨超加工都是轴承制作技能范畴的要害技能和核心技能.
　　国外轴承工业；60时代已构成一个安稳的套圈磨超加工工艺流程及根本办法；即：双端面磨削无心外圆磨削滚道切入无心磨削滚道超精研加工.除了布局特别的轴承；需求附加若干工序外；很多出产的套圈均是按这一流程加工的.几十年来；工艺流程未呈现根本性的改变；可是这并不意味着轴承制作技能没有开展.简要地说；60时代仅仅树立和开展“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；零件加工精度到达3～5um；单件加工时刻13～18s(中小型尺度).70时代则首要是以运用60m/s高速磨削、操控力磨削技能及操控力磨床很多选用；以集成电路为特征的电子操控技能的数字操控技能被很多选用；然后进步了磨床及工艺的安稳性；零件加工精度到达1～3um；零件加工时刻10～12s.80时代以来；工艺及设备的加工精度已不是难题；首要开展方向是在安稳质量的条件下；寻求更高的功率；调整更便利以及制作体系的数控化和主动化.
　　2、轴承套圈的磨削加工
　　在轴承出产中；磨削加工劳动量约占总劳动量的60%；所用磨床数量也占悉数金属切削机床的60%左右；磨削加工的本钱占整个轴承本钱的15%以上.关于高精度轴承；磨削加工的这些份额更大.别的；磨削加工又是整个加工进程中最杂乱；对其知道至今仍是最不充沛的一个环节.这个杂乱性表如今：所需求的功用指标更多、精度更高，加工成形机理更杂乱；影响加工精度的要素很多，加工参数在线检测艰难.因而；关于轴承出产中要害工序之一的磨削加工；怎么选用新工艺；新技能；以高精度、高功率、低本钱地结束磨削进程；就是磨削加工的首要任务.
　　2。1、高速磨削技能
　　高速磨削能结束现代制作技能寻求的两大方针进步产物质量和劳动功率.实践证明：若将磨削速度由35m/s进步到50～60m/s时；通常出产功率可进步30%～60%；对砂轮的耐用度进步约0。7～1倍；工件外表粗糙度参数值下降50%左右.
　　通常磨削速度到达45m/s以上称为高速磨削.国内以我所八十时代研制的ZYS 811全主动轴承内圆磨床为代表；率先在国内轴承职业套圈磨削加工中运用高速磨削技能；配套成功研制了高刚度、高转速、大功率电主轴及高速砂轮.而国内外高速磨削早已广泛运用；并跟着广泛选用高磨削比,高耐用度的超硬磨料如CBN；砂轮磨削速度已达80～120m/s；乃至更高.如：德国Mikrosa、日本KOYO公司的无心磨床；日本TOYO公司的轴承内圆磨床等；外外表磨削砂轮线速度达120m/s；内外表磨削线速度达60m/s～80m/s.
　　增大砂轮驱动(传动)体系的功率和进步机床的刚性；是结束高速磨削一条重要措施；而其间高速主轴单元是高速磨床最为要害的部件.在高速磨削中；砂轮除应具有满足的强度外；还需求确保具有杰出的磨削功用；才干获得高磨效果.别的；冷却设备也是结束高速磨削不行短少的设备之一.
　　2。2、CBN砂轮磨削技能
　　立方氮化硼磨料简称CBN磨料；由其制作的砂轮称为CBN砂轮；其首要具有下列特征：⑴硬度高；导热率高；热安稳性好；可接受1300～1500℃高温.⑵耐用性高；磨耗.ハ鞅瓤纱4000～10000(磨削比是指磨削进程去掉工件资料量与砂轮磨损量的比值)而通常刚玉砂轮仅为50～80.⑶磨削力.ハ魅刃.庸すぜαπ.聿阌αΡ』蛎挥.⑷辅佐时刻(修整砂轮、替换砂轮)大大削减.
　　对我国轴承职业来说；运用CBN进行套圈磨削加工是种新的加工技能；运用远景十分宽广；但需求研讨处理下列技能：CBN砂轮的制作技能、修整技能、专用轴承磨床和磨削冷却液等.
　　由于CBN砂轮具有杰出的加工特色；运用CBN砂轮进行轴承套圈磨削国外早已进行了研制并运用于出产中；并称其为“出产加工技能的一场大革命”.从1982年以来；CBN砂轮在日本已大批运用；而且高速增加.
　　2。3、外外表磨削砂轮主动动平衡技能
　　关于外外表磨削；由于砂轮较大而且为非均质组织体；砂轮体系重心总是违背主轴中间；高速旋转时必定招致砂轮体系及其整个机床的振动；直接影响机床的运用寿数.在此情况下；磨削加工将难以到达高精度；易招致工件外表发生磨削振纹；波纹度增大.
　　机床砂轮上直接设备上机械的或其他办法的主动动平衡设备；开机后疾速直接迫临最平衡位置；主动平衡较为完善且还可省掉砂轮静平衡.该项技能的打破推动了磨削技能的开展；一起可以极大极限地延伸砂轮、修整用金刚石及主轴轴承寿数；减小机床振动；长期坚持机床的原有精度.
　　2。4、疾速消除内外表磨削空程的技能
　　在所有轴承磨加工设备中；内外表磨床的水平具有标志的含义.这首要是磨削孔径约束了砂轮尺度及相应的体系组织调集参数；从根本上约束了工艺体系的刚性；一起其加工精度需求较高.这些都需求咱们有必要对内外表磨削的工艺进程进入深化的研讨；除了最大约束地发扬机床与砂轮的切削才能外；减小辅佐磨削时刻是进步磨削功率的要害；由于磨削空程占整个磨削时刻的10%左右.
　　当前；国内外运用较为广泛的疾速消除磨削空程的技能有以下几种：操控力磨削技能；恒功率磨削技能；运用主动丈量仪技能和丈量电主轴电流技能.
　　2。5、CNC数控技能及沟通伺服技能
　　沟通伺服电机与PLC可编程序操控器的定位模块；伺服放大器相连即可构成伺服体系；伺服电机自身带有光学旋转编码器；将其输出的信号反应到伺服放大器即可构成半闭环操控体系.在高转速(3000rpm)及低速作业都能确保定位精度；运用伺服体系可以结束快跳、快趋、修整抵偿、粗精磨削；使机床进给组织大大简化；功用可靠性大大进步.
　　2。6、沟通变频调速技能
　　在磨削中砂轮的线速度跟着砂轮的耗费逐步下降；其开端与终末的线速度之比约为3：2.当前；在砂轮磨削范畴已选用高线速度磨削；为了进步磨削功率、确保磨削质量一致性；选用可编程操控器核算功用在每次修整砂轮后核算出砂轮半径；进而核算出坚持砂轮恒线速度的变频器输入频率；并传送给沟通变频器；然后确保砂轮线速度不变.
　　3、轴承套圈的超精研加工
　　超精研加工办法是从30时代中期开端开展起来的；其创建就是对准轴承翻滚外表加工的；它是一种精细的、经济的加工工艺；跟着机械加工零件精细度及外表质量需求的不断进步；超精研加工得到愈来愈广泛的运用.在咱们轴承制作的光整加工(抛光、砂布带研磨、超精磨和超精研)中占有重要位置.
　　超精研加工；简称“超精加工”；通常是指在杰出的光滑条件下；被加工工件按必定的速度旋转；油石按必定的压力弹性地压工件加工外表上；并在垂直于工件旋转方向按必定规则作往复振动运动的一种可以主动结束的光整加工办法.
　　超精研工整个进程包含独立的区别显着的三个期间：修整、安稳切削、磨光(也有分为：切削期间或自锐期间、半切削期间、光整期间).而且整个进程在根本工艺参数(如切削速度、油石压力和硬度、振动频率、磨料品种、工件资料以及光滑冷却液等)不变的条件下主动结束.
　　3。1、超精研加工的长处
　　3。1。1、能有用的减小圆形误差(首要是波纹度).
　　3。1。2、能有用地改进滚道母线的直线性或加工成所需求的凸度形状.
　　3。1。3、能去掉磨削蜕变层；下降外表粗糙度值.
　　3。1。4、能使外表具有剩余的压应力.
　　3。1。5、可以在加工外表构成纹理均匀细腻的、较抱负的穿插纹理.
　　3。1。6、能使作业触摸支承面积增大.
　　3。2、超精加工对翻滚轴承作业功用的影响
　　3。2。1、进步轴承的旋转精度；减低轴承的振动和噪声.
　　3。2。2、进步轴承的承载才能.
　　3。2。3、进步轴承的光滑效果；减小磨损.
　　3。2。4、减小轴承作业时的发热.
　　3。3、超精研加工技能
　　3。3。1、油石制作技能
　　它决议油石的运用功用；是超精研技能存在的条件；运用上需求：油石切削功用要好；损耗要慢；又要有满足的强度.
　　其间；陶瓷联系CBN超精油石；可以坚持接连不变的高切削率；一起磨损量十分.俳缪沽Ω撸豢纱蟠筇岣吖ぜ庸さ恼逯柿亢屯骋恍.金刚石超精油石；可以获得最高的切削率；最小的磨损率和最佳的外表精研效果.立方体碳化硅油石；类似于金刚石立方体氮化硼；切削力和加工质量仅次于前两者；比通常的碳化硅高.
　　3。3。2、超精加工工艺技能
　　超精加工工艺大将整个超精研进程分为粗超和精超二个期间.粗超期间中油石磨料比拟尖利；油石压力较高；工件转速较低；摆头频率较高；因而切削才能强；是去掉工件加工量的首要期间.精超期间中油石磨料相对钝化；油石压力较低；工件转速较高；摆头频率较低；因而切削才能削弱；对工件外表的抛光效果加强；大大下降外表粗糙度值.
　　其间；一序二段法；一序二步法；油石主动抵偿技能；油石主动供应技能；粗、精超油石主动改换技能和高频小振动加低频大往复技能等都在国内或国外设备上有所运用.
　　3。3。3、工件定位技能
　　当前滚道超精研机常用的工件定位办法有下列几种：端面滚轮机械压紧式无心夹紧；液压定心端面滚轮机械压紧式夹紧；双滚轮驱动端面压紧式无心夹紧.
　　3。3。4、光滑冷却技能
　　超精加工时光滑液首要三个效果：冲刷冷却；光滑；构成吸附油膜.
　　超精加工对光滑冷却的需求：恰当的粘度；防锈功用；挥发性.馗词褂.
　　超精加工对光滑冷却液的过滤精度有严厉的需求；因而有必要有高精度的过滤设备来确保.
　　综上所述；工艺工装专业委员会环绕中轴协技能委员会“十五”攻关项目需求；打造精品滚子轴承；要点研讨如下：
　　1、轴承滚子的磨、超难题.其间滚子凸度对数曲线超精技能在“八五”就已获得成功；当前首要是是推广运用和进步超精体系的可靠性、安稳性难题.
　　2、开发研讨并完善的套圈滚道凸度超精机.尽管此项技能研讨已获得必定的效果；但间隔到达SKF公司的领先的什物水平还差必定的间隔.
　　3、对档边的带凸度超精研技能及配备开发.
　　4、滚子的端面超精技能研讨及设备开发.
　　5、推动新式油石的产业化工程和遍及与运用.
　　6、将上述领先的、最新的专利技能运用到滚子轴承的磨超设备技能改造和新一代设备研制上来.一起大力推动滚子轴承的主动出产装配线的研制.

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