轴承套圈的超精加工技术

作者:xingyang                         时间：2011-02-13

轴承套圈经过下料、初期热处理、车削加工、中期热处理、磨削加工以后。经过一系列严格检验后，就进入了超精加工工序。轴承套圈超精加工主要是为了降低轴承套圈沟道或滚道的表面粗糙度，改善轴承套圈沟道或滚道的表面的应力状态。除非上道工序对应的沟道或滚道磨削后的表面形状精度较低，轴承套圈超精加工一般不会改变加工面的形状精度和位置精度。轴承套圈超精加工“是一种用细粒度的磨具对工件施加很小的压力，并作往复振动和慢速纵向进给运动，以实现微量磨削的一种加工方法”。超精加工一种说法是由美国哥赖斯拉公司的维拉斯发明的，当时由于汽车车轮的滚子轴承经常产生异常的振动和噪声，问题出于轴承滚子在轴承套圈表面形成压痕所致。经过采用软材料研磨轴承滚道表面之后，不但可以避免使轴承套圈工作表面产生压痕，而且还使得振动和噪声显著降低了。维拉斯把这一加工方法实现了机械化，这就是最早的轴承套圈超精机。轴承超精加工虽然发明在美国，但是现在在欧洲和日本得到进一步发展。尤其是德国Thielenhaus公司，在轴承超精加工领域的研发技术居世界领先水平。二、超精研加工工艺参数的选择超精研的工件旋转速度、施加于油石上的单位面积的压力、油石的振荡频率和振幅是超精研加工的主要工艺参数，这些参数的选择直接影响超精机加工工件的加工表面质量。就加工方式来讲，一般分为采用一种油石和采用多种油石两种。前者是采用一块油石把工作条件分为两段，称为一序两段法。初超时，选择大的切削角，加大油石压力，就会使磨粒大量的破碎和脱落，尽可能地把前道工序的加工痕迹去掉。前道工序的痕迹去掉后，加工表面呈梨皮形状，就得到人们称之为的超精加工的磨纹，这时就把切削角减小，降低油石压力，于是磨粒的切削作用也就降低，继续加工是把粗超时的痕迹除掉，逐渐得到平滑的加工表面，这时磨粒与加工表面的接触面积增加，进一步增加接触面积，油石就会气孔堵塞，最后致使切削完全停止，只作光超。一般情况下，粗超时采用较低的工件转速，较高的油石振荡频率和较高的油石压力，以获得较高的生产效率；精超阶段则采用较高的工件转速，较低的油石振荡频率和较低的油石压力，以得到理想的加工表面。一般粗超时切削角为20°-40°，精超时切削角为10°-20°；油石压力一般在1-12kgf/平方厘米；振幅一般为1-6mm；振荡频率一般为800-3000Hz；而国产设备工件主轴最好的水平也就是8000rpm。由于国产油石生产工艺的局限性，国内的超精机普遍采用多工位法加工。德国thielenhaus公司的新近推出的轴承之星采用一步法超精加工方式，其加工精度和加工效率完全可以和两步法相同。由于采用了伺服电机控制工件主轴和摆动主轴，所以，轴承之星的工件主轴转速可以达到15000rpm，摆动频率可以达到1500Hz。可以在很宽的工艺参数范围内满足用户的不同工艺的优选需要。

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