轴承磨削加工.docx

轴承生产，磨削加工劳动量约占总劳动量60%，所用磨床数量也占全部金属切削机床60%左右，磨削加工成本占整个轴承成本15%以上。对于高精度轴承，磨削加工这些比例更大。另外，磨削加工又整个加工过程最复杂，对其了解至今仍最不充分一个环节。这个复杂性表现：所要求性能指标更多、精度更高；加工成形机理更复杂，影响加工精度因素众多；加工参数线检测困难。因此，对于轴承生产关键工序之一磨削加工，如何采用新工艺，新技术，以高精度、高效率、低成本地完成磨削过程，便磨削加工主要任务。
    高速磨削技术
    高速磨削能实现现代制造技术追求两大目标提高产品质量劳动效率。实践证明：若将磨削速度由35m/s提高到50～60m/s时，一般生产效率可提高30%～60%，对砂轮耐用度提高约0.7～1倍，工件表面粗糙度参数值降低50%左右。
    一般磨削速度达到45m/s以上称为高速磨削。国内以我所八十年代研制ZYS—811全自动轴承内圆磨床为代表，率先国内轴承行业套圈磨削加工应用高速磨削技术，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应用，并随着广泛采用高磨削比,高耐用度超硬磨料如CBN，砂轮磨削速度已达80～120m/s，甚至更高。如：德国Mikrosa、日本KOYO公司无心磨床，日本TOYO公司轴承内圆磨床等，外表面磨削砂轮线速度达120m/s，内表面磨削线速度达60m/s～80m/s。
    增大砂轮驱动（传动）系统功率提高机床刚性，实现高速磨削一条重要措施，而其高速主轴单元高速磨床最为关键部件。高速磨削，砂轮除应具有足够强度外，还需要保证具有良好磨削性能，才能获得高磨效果。另外，冷却装置也实现高速磨削不可缺少装置之一。
外表面磨削砂轮自动动平衡技术
    对于外表面磨削，由于砂轮较大并且为非均质组织体，砂轮系统重心总偏离主轴心，高速旋转时必然引起砂轮系统及其整个机床振动，直接影响机床使用寿命。此情况下，磨削加工将难以达到高精度，易导致工件表面产生磨削振纹，波纹度增大。
    机床砂轮上直接安装上机械或其他方式自动动平衡装置，开机后快速直接逼近最平衡位置，自动平衡较为完善且还可省略砂轮静平衡。该项技术突破推动了磨削技术发展，同时能够极大限度地延长砂轮、修整用金刚石及主轴轴承寿命，减小机床振动，长期保持机床原有精度。
快速消除内表面磨削空程技术
    所有轴承磨加工设备，内表面磨床水平具有象征意义。这主要磨削孔径限制了砂轮尺寸及相应系统机构集合参数，从根本上限制了工艺系统刚性，同时其加工精度要求较高。这些都要求我们必须对内表面磨削工艺过程进入深入研究，除了最大限制地发挥机床与砂轮切削能力外，减小辅助磨削时间提高磨削效率关键，因为磨削空程占整个磨削时间10%左右。

轴承在磨加工常见缺陷故障原因分析
2010-5-31 8:42　中国耐磨网　【大 中 小】【打印】【我要纠错】
　　轴承精密磨削时，由于粗糙要求很高，工作表面出现磨削痕迹往往能用肉眼观察到其表面磨削痕迹。轴承磨加工过程，其工作表面通过高速旋转砂轮进行磨削，因此磨削时如果不按作业指导书进行操作调整设备，就会轴承工作表面出现种种缺陷，以致影响轴承整体质量。
　　表现出现交叉螺旋线痕迹出现这种痕迹原因主要由于砂轮母线平直性差，存凹凸现象，磨削时，砂轮与工件仅部分接触，当工件或砂轮数次往返运动后，工件表现就会再现交叉螺旋线且肉眼可以观察到。这些螺旋线螺距与工件台速度、工件转速大小有关，同时也与砂轮轴心线工作台导轨不平行有关。
　　（一）工件表面磨削时被拉毛：具体原因：
　　1.粗磨时遗留下来痕迹，精磨时未磨掉；
　　2.冷却液粗磨粒与微小磨粒过滤不干净；
　　3.粗粒度砂轮刚修整好时磨粒容易脱落；
　　4.材料韧性有效期或砂轮太软；
　　5.磨粒韧性与工件材料韧性配合不当等工件表面有直波形痕迹我们将磨过工件垂轴心线截一横断面并放大，可看到其周边近似于正弦波。使其心沿轴心线无转动平移，正弦波周边轨迹便波形柱面，亦称这为多角形。
　　（二）表面粗糙度达不到要求：轴承零件表面粗糙度均有标准工艺要求，但磨加工超精过程，因种种原因，往往达不到规定要求。造成工件表面粗糙度达不到要求主要原因：
　　1.磨削速度过低，进给速度过快，进刀量过大，无进给磨削时间过短；
　　2.工件转速过高或工件轴砂轮轴振动过大；
　　3.砂轮粒度太粗或过软；
　　4.砂轮修整速度过快或修整机构间隙过大；
　　5.修整砂轮金刚石不锐利或质量不好；
　　6.超精用油石质量不好，安装位置不正确；
　　7.超精用煤油质量达不到要求；
　　8.超精时间过短等。
　　（三）螺旋线形成：主要原因
　　1.砂轮修整不良，边角未倒角，未使用冷却液进行修整；
　　2.工作台导轨导润滑油过多，致使工作台漂浮；
　　3.机床精度不好；
　　4.磨削压力过大等。
　　螺旋线形成具体原因：
　　1.V形导轨刚性不好，当磨削时砂轮产生偏移，只砂轮边缘与工作表面接触；
　　2.修整吵轮时工作台换向速度不稳定，精度不高，使砂轮某一边缘修整略少；
　　3.工件本身刚性差；
　　4.砂轮上有破碎太剥落砂粒工件磨削下铁屑积附砂轮表面上，为此应将修整好砂轮用冷却水冲洗或刷洗干净；
　　5.砂轮修整不好，有局部凸起等。
　　（四）产生直波形痕迹：原因砂轮相对工件移动或者说砂轮对工件磨削压力发生周期性变化而引起振动原故。这种振动可能强迫振动，也可能自激振动，因此工件上直波频往往不止一种。产生直波形痕迹具体原因：
　　1.砂轮主轴间隙过大；
　　2.砂轮硬度太高；
　　3.砂轮静平衡不好或砂轮变钝；
　　4.工件转速过高；
　　5.横向亓刀太大；
　　6.砂轮主轴轴承磨损，配合间隙过大，产生径向跳动；
　　7.砂轮压紧机构或工作台“爬行”等。
　　（五）工件表面磨加工过程被烧伤：工件表面磨削过程往往会烧伤，烧伤有几种类型，一烧伤沿砂轮加工方向，呈暗黑色斑块；二呈线条或断续线条状。工件表面磨加工过程被烧伤，归纳起来有以下几种原因：
　　1.砂轮太硬或粒度太细组织过密；
　　2.进给量过大，切削液供应不足，散热条件差；
　　3.工件转速过低，砂轮转速过快；
　　4.砂轮振摆过大，因磨削深度不断发生变化而烧伤；
　　5.砂轮修整不及时或修整不好；
　　6.金刚石锐利，砂轮修整不好；
　　7.工件粗磨时烧伤过深，精磨留量又太小，没有磨掉；
　　8.工件夹紧力或吸力不足，磨削力作用下，工件存停转现象等。
　　那么工件表面磨削过程如何知道否烧黑呢？这要通过定期酸洗即可检查出来。工件酸洗后，表面湿润时，应立即散光灯下目测检验，正常表面呈均匀暗灰色。如软件点，就呈现云彩状暗黑色斑点，且周界不定整；如果脱碳，则呈现灰白或暗黑色花斑；如果磨加工裂纹，则裂纹呈龟裂状，如烧伤，一表面沿砂轮加工方向呈现暗黑色斑块，二呈现线条或断续线条状。如磨加工过程出现上述烧伤现象，必须及时分析原因，采取有效措施加以解决，杜绝批量烧伤。
　　（六）表面出现鱼鳞状：表面再现鱼鳞状痕迹主要原因由于砂轮切削刃不够锋利，磨削时发生“啃住”现象，此时振动较大。造成工件表面出现鱼鳞状痕迹具体原因：
　　1.砂轮表面有垃圾油污物；
　　2.砂轮未修整圆；
　　3.砂轮变钝。修整不够锋利；
　　4.金刚石紧固架不牢固，金刚石摇动或金刚石质量不好不尖锐；
　　5.砂轮硬度不均匀等。工作面拉毛表面再现拉毛痕迹主要原因由于粗粒度磨粒脱落后，磨粒夹工件与砂轮之间而造成。