對于精度高的軸承,除了原材料和熱處理存在的差距之外,精度及相關(guān)問題主要體現(xiàn)在零件磨削特別是批量加工精度和精度的一致性問題上。
(1)精密軸承的代表性例子是用于機床主軸的角接觸球軸承。例如,P4或更高的軸承套圈具有很大的加工精度差異。一個好的公司的一次性處理合格率通常約為80%。而其配組率則在60%。某些類型的軸承(如風(fēng)力渦輪機軸的圓錐滾子軸承)也很難保持質(zhì)量在P4以上。
(2)用于圓柱滾子軸承和P4精度以上的圓錐滾子軸承的高精度I級和0級滾子不能批量生產(chǎn),II類或III類滾子的加工質(zhì)量也會出現(xiàn)波動。
(3)零件的尺寸穩(wěn)定性不能得到很好的控制和保證。研磨應(yīng)力和變形太大,并且不時發(fā)生加工缺陷,例如研磨燒傷和裂紋。
打破瓶頸須采用的關(guān)鍵技術(shù)與措施
(1)使用高精度和穩(wěn)定性以及高可靠度的機床。針對一些形狀比較復(fù)雜的軸承套圈,需要使用全功能數(shù)控系統(tǒng)的磨床,直接去對函數(shù)進行調(diào)用使其能夠及時的進行控制和插補;內(nèi)表面磨削使用高速的電主軸,外表面磨削主要使用高剛度動靜壓砂輪主軸,使其完成高速的磨削;使用半閉環(huán)以及閉環(huán)伺服系統(tǒng)去對其進行控制,并且能夠完成精確微進給和補償,進給分辨率能夠試想0.25μm或者達(dá)到0.1μm,重復(fù)定位其自身的精度能夠滿足1μm或者是高到0.5μm;使用高精度和剛度以及耐磨損的滾珠絲杠以及導(dǎo)軌等運動部件;使用經(jīng)過充分時效穩(wěn)定以及吸振效果相對較好的床身,更高精度的磨床需要使用擁有振動衰減能力強和熱膨脹系數(shù)相對較低的花崗巖床身。
(2)主動測量方法用于磨削尺寸控制,控制精度為3μm或更大至1μm。伺服電機用于驅(qū)動和控制砂輪修整器,減少砂輪修整間隔,提高砂輪修整質(zhì)量;或使用形狀保持性好的金剛石砂輪和cBN砂輪,以保證批量加工形狀精度的一致性。
(3)通過鍛造成形,精加工或精密冷軋,降低磨削余量,并在各工序之間充分進行附加的回火和冷處理,以消除磨削應(yīng)力并避免過量進給量產(chǎn)生諸如磨削燒傷和裂紋等缺陷提高加工精度和表面質(zhì)量。
(4)注意提高滾動體,保持架等關(guān)鍵零部件的制造水平。特別是對于高精度圓柱滾子和圓錐滾子,使用全自動生產(chǎn)線。高精度滾子必須完全穩(wěn)定和老化。
(5)實現(xiàn)精密超精密加工環(huán)境條件的控制,放棄軸承生產(chǎn)的開放式廠房或一般空調(diào)廠的長期實踐。按照恒溫和恒濕,隔振以及清潔等要求嚴(yán)格建設(shè)或改造加工區(qū)域環(huán)境設(shè)施。