我們就“超精對軸承質(zhì)量影響如何”這個話題展開討論,首先就人會問:什么是軸承的超精?超精這道工序在軸承的加工過程中起了什么作用?
我不知現(xiàn)有的教科書上怎么定義“超精”的,但從我多年來對超精的理解是:軸承套圈溝道經(jīng)過油石的高頻和低頻的振蕩和加壓,可將磨削工序形成的拉應(yīng)力變成壓應(yīng)力,從而得到理想的壓應(yīng)力表面。這一工作表面可有效地降低軸承的振動和噪音幅度,可以提高軸承的使用壽命和疲勞強度。
超精的作用概括起來就是“降低噪音,提高壽命” 這八個字。
我們都知道軸承的超精處于軸承套圈磨超加工生產(chǎn)線的最后一道工序,而且也是一道非常重要的工序,必不可少。
當(dāng)然,在二次世界大戰(zhàn)前軸承套圈大多也不超精的,軸承滾道和滾動體超精研工藝起源于二次世界大戰(zhàn)的中期,當(dāng)時是因為軍事上所需的產(chǎn)品提出了更高的可靠性、穩(wěn)定性和安全性要求,才有了之后的超精技術(shù)的進步和發(fā)展。
六十年代中期,我剛進上微廠時,為了不受蘇聯(lián)的封鎖和刁難(一噸花生只能換10套623軸承),自力更生地造出“爭氣牌”的23(623)軸承。記得當(dāng)時的超精就是“擦皮鞋”的方式,用紗帶涂上一點綠油,在旋轉(zhuǎn)的套圈上上下來回的像擦皮鞋那樣的拋光。當(dāng)時我剛進廠,不懂軸承的生產(chǎn)工藝,對什么是超精根本不了解,對超精的作用也非常膚淺,只知道,這樣拋了會使套圈滾道表面的光潔度提高,減少摩擦系數(shù),從而可以提高軸承的使用壽命。同時,跟著老工程師一起試制了國內(nèi)第一臺棍棒式的手動超精研機SQ-2(四頭超精機)替代了“擦皮鞋”。八十年代后,又在這基礎(chǔ)上造出了半自動和全自動的棍棒式超精機,之后相繼研發(fā)了端面超精機。
半個多世紀以來,隨著軸承質(zhì)量的普遍提升,對超精的要求越來越高,對超精的理解也有了提升。超精研這道工序是一個提高和改善套圈表面微觀質(zhì)量的過程,這些微觀質(zhì)量包括粗糙度、溝形、圓度和條紋的走向。這里我還要強調(diào)一點就是超精加工雖然最明顯的特征是去掉磨削工序產(chǎn)生的表面變質(zhì)層,降低軸承滾道的粗糙度,但超精更重要的還是在不破壞前道工序磨削形狀和尺寸精度的基礎(chǔ)上,再進一步有條件地改善、提高溝道的形狀,這樣才能降低軸承的工作噪音、提高其承載能力、使用壽命和疲勞強度。
我們知道了超精對軸承質(zhì)量的作用后,我們又如何來提升超精這道工序的工藝呢?在討論中,眾多的群友提出了各種各樣的問題,我匯總了一下大致有以下幾點,并只能作籠統(tǒng)的解答(僅供參考):
1、 使用什么樣的超精機?(棍棒、端面壓緊、液壓定心、雙滾輪……)
根據(jù)產(chǎn)品型號和類型以及精度等級要求去選擇合適的超精機,其實就是超精方法的選擇;
2、 磨削加工工序的精度的一致性如何?
這個問題就復(fù)雜了,以后可以開磨削工序的專題討論,如何來保證磨削工序的一致性;
3、 超精的取代量一般多少?
產(chǎn)品型號和種類不同,超精量一般也不相同;比如微型球軸承切削量(取代量)0.008~0.010mm;而小型的球軸承其切削量一般要做到0.010~0.015mm;切削量的原則,去掉磨削角質(zhì)層、超精后滾道精度不被破壞;
4、 油石的使用是否能夠匹配?(CBN油石?)
這個也要根據(jù)你要達到的目標(biāo)和產(chǎn)品的要求特性去選擇合適的油石;作業(yè)方法不同,要選擇的材料也會不同;對于批量大,磨加工穩(wěn)定性好的產(chǎn)品,可以選擇CBN油石;
5、 超精油的選用?(航空煤油、專用超精油)
只要冷卻作用可以滿足作業(yè)的需要,用那種其實都無所謂,當(dāng)然了專業(yè)的超精油切削能力要比航煤要強很多;在沒有推出專業(yè)超精油之前,也就是煤油加防銹油在超精;所以不要刻意去選擇所謂的專業(yè);
6、 冷卻、過濾系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)能否滿足?
這個比較難定義,一般會控制產(chǎn)品生產(chǎn)出來無燒傷,控制機床的壓力參數(shù)等等;單一的過濾系統(tǒng)可以檢測超精油的含污量,但是控制成本比較高;
7、 超精與拋光的區(qū)別?
都是為了降低粗糙度,兩者的作業(yè)方式不同,其結(jié)果也不同。超精過后的表面,就像修過的高速公路,從底部到表面都是有層次合理的;而拋光過就像小時候的馬路,僅僅是表面上壓結(jié)實、很光,而無任何的修整層次;在軸承加工過程中,也有去毛刺拋光和光亮拋光的工藝;
8、 粗糙度控制多少?
粗糙度的控制要根據(jù)不同的產(chǎn)品類型,根據(jù)不同的需要去選擇合適的粗糙度值控制;一般來講產(chǎn)品型號越大其產(chǎn)品的粗糙度值越大;對于微小型產(chǎn)品來說,Ra一般控制在0.025-0.03;
9、 機床中心位置、擺角、擺幅、壓力、溝位置……的調(diào)整?
產(chǎn)品類型的不同,超精的方式也不同,需要調(diào)整的方法也不同;
10、 直紋與網(wǎng)紋哪一種好?
不同的設(shè)備,不同的方法得出的紋路有所不同,但兩種紋路都是可以的,不要刻意去選擇超精的方式,只要粗糙度的值能達到要求,兩種都是可以的;
11、 有時產(chǎn)生亮光與暗光、白點、斷絲、雪花點等等的原因?
這些出現(xiàn)的現(xiàn)象很多時候跟你選擇的油石材質(zhì)、粒數(shù),更多時候在你生產(chǎn)加工的工藝參數(shù)選擇上有很大的聯(lián)系;
12、 產(chǎn)品的材質(zhì)和熱處理工藝的穩(wěn)定性如何?
軸承的材質(zhì)和熱處理工藝極為重要,熱處理不好直接會影響超精的質(zhì)量。
……
可能還有很多問題沒有匯總進去,因為超精研這道工序牽涉的因素真的很多,有時也很復(fù)雜。因此,對于各企業(yè)要根據(jù)自己產(chǎn)品的要求去選擇不同的機床、油石、超精油等,但有些基礎(chǔ)條件的一定要做好。這里我們也只是想提示這些方面供參考,也只有在分析、研究、探索、實踐中,才能尋找出一套適應(yīng)自己不同產(chǎn)品特征需求的超精工藝。
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