高端軸承制造關(guān)鍵技術(shù)研究

于美霞

摘 要：本文根據(jù)國內(nèi)軸承制造技術(shù)的發(fā)展情況以及高端軸承制造無法實現(xiàn)突破的狀況進行了研究，并且探討發(fā)展高端軸承制造技術(shù)的方法。

關(guān)鍵詞：高端軸承;制造技術(shù);軸承制造現(xiàn)狀

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.061

高端軸承，就是具備高性能的軸承，通常都具有轉(zhuǎn)速快、荷載高、壽命周期久、可靠性高等特點，而且對于各種具有極端性質(zhì)的工作環(huán)境（譬如：高溫、侵蝕）都能承受住考驗。并且被應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，涉及到的范圍十分寬廣，航空、航天、高鐵、汽車等也都包括在其中，這些都與高端軸承有著密不可分的聯(lián)系。

1 高端軸承的特征

高端軸承一般具備“高技術(shù)”和“高質(zhì)量”兩個特點，既然是高性能軸承，首先軸承一定具備高技術(shù)，集設(shè)計、生產(chǎn)、材料、檢查、試驗等多種技術(shù)成果于一體。同時高性能軸承也要有高質(zhì)量，要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一定要做到滿足或超過標(biāo)準(zhǔn)，對于關(guān)鍵指標(biāo)在一致性和穩(wěn)定性方面的要求更高。例如：軸承的輪廓尺寸因為離散性過大會影響其互換性;而引起軸承載荷能力和振動噪聲性能波動的則是因為內(nèi)部離散性過大。

2 國內(nèi)軸承制造技術(shù)的瓶頸

國內(nèi)的軸承制造技術(shù)隨著社會發(fā)展，其類型與規(guī)格都逐漸與國際實現(xiàn)了接軌，生產(chǎn)流水線也較為全面。然而，軸承產(chǎn)品也存在著不平衡，一些低端產(chǎn)品出現(xiàn)了生產(chǎn)過剩的情況，而高端產(chǎn)品卻又過于依賴國際上的企業(yè)，并且制造技術(shù)到今天也沒得到重大突破。國內(nèi)軸承制造技術(shù)的現(xiàn)狀有兩方面，一是普通軸承存在質(zhì)量不一的問題，二是高端軸承存在技術(shù)難突破的問題。正是因為普通軸承制造過程較為簡單，不存在技術(shù)難度，所以眾多企業(yè)都能進行軸承生產(chǎn)，國產(chǎn)軸承因此在國內(nèi)外市場都占據(jù)了主要地位，通過價格進行激烈的競爭。然而，盡管國內(nèi)普通軸承不存在高難度的技術(shù)，但在精度和穩(wěn)定性上與國外先進企業(yè)生產(chǎn)的相比都還存在差距，經(jīng)近幾年數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，質(zhì)量的合格率還達不到70%，因此軸承的質(zhì)量還存在提高[1]空間。在高端軸承方面，國內(nèi)的制造技術(shù)一直沒有突破，比如 ：國內(nèi)的軸承鋼經(jīng)過一步步改良，在技術(shù)上有了很大的突破，但是在純凈度、碳化物均衡性等方面與國外相比都存在差距，從而使得軸承的使用壽命期限和可靠性得不到保障。此外，國內(nèi)軸承在仿真分析、毛坯凈成形等技術(shù)方面，都還未掌握屬于自己的獨家方法，在設(shè)計與制造等技術(shù)方面也較為落后。因此國內(nèi)軸承制造在當(dāng)前市場環(huán)境中，最需要做好結(jié)構(gòu)層面的工作。

3 高端軸承制造的門檻

在生產(chǎn)高性能軸承時，一是要處理好軸承在材料及熱處理上的差距問題，二是零件加工的精度上也存在問題，當(dāng)批量生產(chǎn)軸承時，其零件精度及一致性都難得到控制。

3.1 離散度大

例如：一些企業(yè)在機床主軸中運用到的角接觸球軸承，其p4軸承套圈生產(chǎn)精度離散度比較大，程度好一點的企業(yè)合格率通常為80%左右，組合配件的合格率通常是60%左右。所以像P4以上的高精度[2]軸承，部分軸承還很難做到。

3.2 批量生產(chǎn)難度大

對于包含P4精度及以上的圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承相配套的高精度I級、0級滾子，存在批量生產(chǎn)難度大的問題，對于Ⅱ級、Ⅲ級滾子存在生產(chǎn)質(zhì)量方面的問題。

3.3 零件尺寸不精準(zhǔn)

在生產(chǎn)零件時最大的問題就是尺寸，時常出現(xiàn)磨削應(yīng)力及變形過大，磨削燒傷及裂紋等問題，從而說明對于零件的尺寸掌握很難實現(xiàn)有效掌控。

4 制造高端軸承的技術(shù)分析

4.1 借助高精度、高可靠性的機床

當(dāng)制造較為復(fù)雜的軸承套圈時，需要精度更為準(zhǔn)確時，就可以采用數(shù)控系統(tǒng)磨床，借助函數(shù)調(diào)用進行運算及插補把控;為了幫助軸承內(nèi)外磨削精度達到標(biāo)準(zhǔn)，我們可以采用半閉環(huán)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)對零件的精確微進給與補償，將分辨率達到0.25μm或者更高的0.1μm，多次定位精度達到1μm或者更高的0.5μm;當(dāng)進行軸承內(nèi)表面的磨削工作時，可以運用高速電主軸，磨削外表面時則運用高剛度砂輪主軸，達到高速磨削;采用高精度、耐磨性佳的導(dǎo)軌等配件;必要時采用有著震動衰減性能強、熱膨脹因子低等特點的更高精度的磨床。

4.2 應(yīng)用主動測量法

為達到零件的精度達3μm或者更高的1μm的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該在尺寸磨削時采用主動測量法。同時借助伺服電動機的優(yōu)點，為砂輪修整器提供動力，為砂輪的位置精度提供保證，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量;或采用CBN此類外形好的砂輪等，從而達到批量生產(chǎn)時精度一致性的目的。

4.3 提高產(chǎn)品的精度及質(zhì)量

為了提高產(chǎn)品精度及質(zhì)量，避免進給量過多而導(dǎo)致磨削燒傷或者裂紋等問題的出現(xiàn)，應(yīng)該借助鍛件毛坯凈成形、或精密冷輾擴，并且應(yīng)該減少磨削加工時的剩余。

4.4 提高配套設(shè)施質(zhì)量

對于高精度圓柱滾子等配套設(shè)施要采用自動化的生產(chǎn)線，保證其穩(wěn)定性、時效性等更高的要求。

4.5 保證生產(chǎn)環(huán)境的密封性

為了保證車間具備恒溫、恒濕、潔凈等高要求的工作環(huán)境要求，就應(yīng)該杜絕老舊的流動性生產(chǎn)車間或一般生產(chǎn)車間的班行軸承生產(chǎn)的工作環(huán)境，從而為了生產(chǎn)需要，應(yīng)該按照要求改建或修建適合生產(chǎn)的環(huán)境。

4.6 “軟件”與“硬件”共同提升

多多組織工作人員進行專業(yè)學(xué)習(xí)，提高專業(yè)素質(zhì)，確保工作人員的作業(yè)質(zhì)量與紀(jì)律，完善生產(chǎn)質(zhì)量的把控系統(tǒng)建設(shè)，為了“軟件”與“硬件”共同發(fā)揮出作用，應(yīng)該保證“軟件”與“硬件”共同提升。

5 結(jié)語

我國在高端軸承領(lǐng)域一直無法實現(xiàn)重大突破，除了綜合技術(shù)水平不高以外，還存在原材料與制造技術(shù)兩大問題。如果國內(nèi)的軸承企業(yè)不注重制造技術(shù)，忽略了其為主要攻關(guān)方向，那么軸承企業(yè)就很難得到發(fā)展，在制造技術(shù)方面必須通過先進設(shè)備和高質(zhì)量的工藝來保證高端軸承的高性能及穩(wěn)定性、使用期限及可靠性等特征。只有實現(xiàn)高端軸承上的突破，才能促使我國軸承行業(yè)的快速發(fā)展，進而推動我國經(jīng)濟的發(fā)展和國防安全的建設(shè)。

參考文獻：

[1]畢超，劉祎，杜海濤，楊輝.抗疲勞制造技術(shù)的發(fā)展及其在高端軸承制造中的應(yīng)用[J].航空精密制造技術(shù)，2017，53（01）：1-6.

[2]楊曉蔚.高端軸承制造的關(guān)鍵技術(shù)[J].金屬加工（冷加工），2013（16）：16-18.