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超精对轴承质量影响如何之大?

2017-12-29 13:27:34      点击:

我们就“超精对轴承质量影响如何”这个话题展开讨论,首先就人会问:什么是轴承的超精?超精这道工序在轴承的加工过程中起了什么作用?

我不知现有的教科书上怎么定义“超精”的,但从我多年来对超精的理解是:轴承套圈沟道经过油石的高频和低频的振荡和加压,可将磨削工序形成的拉应力变成压应力,从而得到理想的压应力表面。这一工作表面可有效地降低轴承的振动和噪音幅度,可以提高轴承的使用寿命和疲劳强度。

超精的作用概括起来就是“降低噪音,提高寿命” 这八个字。

我们都知道轴承的超精处于轴承套圈磨超加工生产线的最后一道工序,而且也是一道非常重要的工序,必不可少。

当然,在二次世界大战前轴承套圈大多也不超精的,轴承滚道和滚动体超精研工艺起源于二次世界大战的中期,当时是因为军事上所需的产品提出了更高的可靠性、稳定性和安全性要求,才有了之后的超精技术的进步和发展。

六十年代中期,我刚进上微厂时,为了不受苏联的封锁和刁难(一吨花生只能换10套623轴承),自力更生地造出“争气牌”的23(623)轴承。记得当时的超精就是“擦皮鞋”的方式,用纱带涂上一点绿油,在旋转的套圈上上下来回的像擦皮鞋那样的抛光。当时我刚进厂,不懂轴承的生产工艺,对什么是超精根本不了解,对超精的作用也非常肤浅,只知道,这样抛了会使套圈滚道表面的光洁度提高,减少摩擦系数,从而可以提高轴承的使用寿命。同时,跟着老工程师一起试制了国内第一台棍棒式的手动超精研机SQ-2(四头超精机)替代了“擦皮鞋”。八十年代后,又在这基础上造出了半自动和全自动的棍棒式超精机,之后相继研发了端面超精机。

半个多世纪以来,随着轴承质量的普遍提升,对超精的要求越来越高,对超精的理解也有了提升。超精研这道工序是一个提高和改善套圈表面微观质量的过程,这些微观质量包括粗糙度、沟形、圆度和条纹的走向。这里我还要强调一点就是超精加工虽然最明显的特征是去掉磨削工序产生的表面变质层,降低轴承滚道的粗糙度,但超精更重要的还是在不破坏前道工序磨削形状和尺寸精度的基础上,再进一步有条件地改善、提高沟道的形状,这样才能降低轴承的工作噪音、提高其承载能力、使用寿命和疲劳强度。

我们知道了超精对轴承质量的作用后,我们又如何来提升超精这道工序的工艺呢?在讨论中,众多的群友提出了各种各样的问题,我汇总了一下大致有以下几点,并只能作笼统的解答(仅供参考):

1、 使用什么样的超精机?(棍棒、端面压紧、液压定心、双滚轮……)

根据产品型号和类型以及精度等级要求去选择合适的超精机,其实就是超精方法的选择;

2、 磨削加工工序的精度的一致性如何?

这个问题就复杂了,以后可以开磨削工序的专题讨论,如何来保证磨削工序的一致性;

3、 超精的取代量一般多少?

产品型号和种类不同,超精量一般也不相同;比如微型球轴承切削量(取代量)0.008~0.010mm;而小型的球轴承其切削量一般要做到0.010~0.015mm;切削量的原则,去掉磨削角质层、超精后滚道精度不被破坏;

4、 油石的使用是否能够匹配?(CBN油石?)

这个也要根据你要达到的目标和产品的要求特性去选择合适的油石;作业方法不同,要选择的材料也会不同;对于批量大,磨加工稳定性好的产品,可以选择CBN油石;

5、 超精油的选用?(航空煤油、专用超精油)

只要冷却作用可以满足作业的需要,用那种其实都无所谓,当然了专业的超精油切削能力要比航煤要强很多;在没有推出专业超精油之前,也就是煤油加防锈油在超精;所以不要刻意去选择所谓的专业;

6、 冷却、过滤系统的技术参数能否满足?

这个比较难定义,一般会控制产品生产出来无烧伤,控制机床的压力参数等等;单一的过滤系统可以检测超精油的含污量,但是控制成本比较高;

7、 超精与抛光的区别?

都是为了降低粗糙度,两者的作业方式不同,其结果也不同。超精过后的表面,就像修过的高速公路,从底部到表面都是有层次合理的;而抛光过就像小时候的马路,仅仅是表面上压结实、很光,而无任何的修整层次;在轴承加工过程中,也有去毛刺抛光和光亮抛光的工艺;

8、 粗糙度控制多少?

粗糙度的控制要根据不同的产品类型,根据不同的需要去选择合适的粗糙度值控制;一般来讲产品型号越大其产品的粗糙度值越大;对于微小型产品来说,Ra一般控制在0.025-0.03;

9、 机床中心位置、摆角、摆幅、压力、沟位置……的调整?

产品类型的不同,超精的方式也不同,需要调整的方法也不同;

10、 直纹与网纹哪一种好?

不同的设备,不同的方法得出的纹路有所不同,但两种纹路都是可以的,不要刻意去选择超精的方式,只要粗糙度的值能达到要求,两种都是可以的;

11、 有时产生亮光与暗光、白点、断丝、雪花点等等的原因?

这些出现的现象很多时候跟你选择的油石材质、粒数,更多时候在你生产加工的工艺参数选择上有很大的联系;

12、 产品的材质和热处理工艺的稳定性如何?

轴承的材质和热处理工艺极为重要,热处理不好直接会影响超精的质量。

……

可能还有很多问题没有汇总进去,因为超精研这道工序牵涉的因素真的很多,有时也很复杂。因此,对于各企业要根据自己产品的要求去选择不同的机床、油石、超精油等,但有些基础条件的一定要做好。这里我们也只是想提示这些方面供参考,也只有在分析、研究、探索、实践中,才能寻找出一套适应自己不同产品特征需求的超精工艺。