1.滾動軸承套圈制造技術(shù)
1.1 鍛造加工
軸承生產(chǎn)中，套圈毛坯質(zhì)量的好壞，生產(chǎn)率的高低，都將對軸承產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、壽命以及企業(yè)的經(jīng)濟效益產(chǎn)生重要影響。毛坯留量的大?。ò鞯某尚头绞剑Q定軸承材料利用率，而毛坯尺寸分散度和幾何形狀精度差則是造成廢品率高、不能自動化生產(chǎn)的主要原因。套圈毛坯有鍛件、冷擠壓、溫擠壓、棒料和管料等，鍛件約占毛坯總數(shù)的85%左右，套圈毛坯鍛造的勞動量約占軸承加工總勞動量的10%-15%。目前中小型套圈用鍛件來加工的比重有加大趨勢。
目前，國內(nèi)套圈鍛造以熱鍛為主，以壓力機鍛造-輾擴成型生產(chǎn)線為主。鍛造加熱采用煤、油和電加熱。加熱火耗損失為1%-3%，表面脫碳層深度為0.3-0.4mm，材料利用率為40%-50%。20世紀八十年代，有些軸承企業(yè)在小型軸承套圈上推廣了冷擠壓工藝，對外徑80-130mm的套圈采用溫擠壓工藝，外徑小于80mm的套圈采用冷輾工藝（目前行業(yè)上以擴大到150mm一下），材料利用率達到60%以上。
我國相繼引進了16條高速鐓段機生產(chǎn)線，推動了軸承行業(yè)鍛造水平的技術(shù)進步，加快了毛坯專業(yè)化生產(chǎn)過程。高速鐓鍛工藝目前已成為國際上軸承套圈鍛造的主要工藝，其采用感應(yīng)加熱至始鍛溫度，在高速頓鍛機上完成切料、鐓餅、成形和分離等工序，使用于大批量生產(chǎn)。高速鐓鍛工藝生產(chǎn)效率高，鍛件尺寸精度高，表面質(zhì)量好，能降低留量，提高材料利用率。
綜上所述，我國軸承鍛造毛坯發(fā)展方向應(yīng)為：進行專業(yè)化經(jīng)濟規(guī)模生產(chǎn)，便于采用國際先進技術(shù)，如高速鐓鍛工藝、精密冷輾擴工藝、控制氣氛等球化退火工藝等，采用先進工藝可以將目前軸承行業(yè)40%的材料利用率提高至54%-60%，經(jīng)濟效益可觀。
1.2 車削加工
車削加工是金屬切削加工的重要組成部分之一，在機械制造業(yè)中應(yīng)用最為廣泛，占有十分突出的地位。目前，我國中、小型軸承套圈大多采用多刀半自動、全自動車床對鍛件進行車削加工。加工方式有機群分散工序和集中工序。
在國外，目前套圈車削加工采用的有集中工序，也有分散工序法。集中工序法多用于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的零件，采用數(shù)控車床一次裝夾定位，機床配備有刀具庫，加工中，各工序通過精確地程序設(shè)計完成，產(chǎn)品精度受人為因素影響較小。分散工序法多用于大批量單品種的加工，采用自動化連線的方式加工。廣泛使用的刀具是硬質(zhì)合金涂層機夾刀片，其切削速度達到140-250m/min，生產(chǎn)效率明顯高于國內(nèi)。采用了先進的毛坯加工技術(shù)，因此國外毛坯留量小，尺寸分散度小，車削加工一般為單循環(huán)完成，有效地縮短了加工周期。
因此，發(fā)展能實現(xiàn)強力切削、剛性好的套圈車削專用車床，發(fā)展加工質(zhì)量好、效率高的微機控制和自動控制車床，以及適合大批量單品種生產(chǎn)的自動化車削生產(chǎn)線，是車加工的發(fā)展方向。此外，發(fā)展硬質(zhì)合金機夾可轉(zhuǎn)位刀具、表面涂層刀具、金屬陶瓷刀具等高效刀具，以及實現(xiàn)自動更換刀片、自帶斷屑裝置等刀具監(jiān)控系統(tǒng)，也是車加工研究的一個方向。
1.3 磨削、超精加工
軸承生產(chǎn)中，磨削加工勞動量約占總勞動量的60%，所用磨床數(shù)量也占全部金屬切削機床數(shù)量的60%左右。磨削加工成本占整個軸承生產(chǎn)成本的15%以上，因此，磨削加工是軸承生產(chǎn)的關(guān)鍵工序。
目前國內(nèi)軸承行業(yè)的一般磨削、超精工藝過稱為：
外圈：平面磨削- 外徑磨削-溝（滾）道磨削-溝（滾）道超精
內(nèi)圈：平面磨削-內(nèi)外徑磨削-內(nèi)徑磨削-溝（滾）道磨削-溝（滾）道超精
在實際生產(chǎn)中，視產(chǎn)品精度要求在以上過程中增加附加回火工序，或?qū)Ω鞅砻孢M行二、三次循環(huán)加工。磨削過程多采用單機加工，較好的企業(yè)建有自動化生產(chǎn)線。改革開放以來，我國軸承行業(yè)有了較快發(fā)展，特別是磨超生產(chǎn)工藝有了較大改進，如溝道切入磨代替了擺頭磨，雙端面磨、寬無心外圓磨削、溝（滾）道超精工藝及支溝磨溝工藝已普遍應(yīng)用，告訴磨削也開始應(yīng)用。但是相對國外軸承磨超加工，我們還存在較大差距，在國外先進的軸承制造企業(yè)，端面、外徑磨削采用CNC數(shù)控自動送料，在線自動測量、自動補償，磨削速度達45m/s。溝道、內(nèi)徑磨削已全部采用CNC數(shù)控機床，生產(chǎn)過程實現(xiàn)全線自動化，全部工序由計算機集中控制，所有工藝參數(shù)和生產(chǎn)節(jié)拍嚴格按照圖紙設(shè)計控制，砂輪線速度達到60m/s。SKF磨加工工序的內(nèi)溝磨削速度已達到120m/s。特別是使用性能優(yōu)良的CBN砂輪，使生產(chǎn)效率明顯提高。
軸承套圈磨削的發(fā)展趨勢，集中體現(xiàn)在以下幾個方面：
（1） 對軸承磨床，進一步實現(xiàn)單機自動化，確保實現(xiàn)高速磨削、自動測量，使其能直接進入自動線并可靠工作。
（2） 磨加工生產(chǎn)要有步驟、有組織地發(fā)展自動化生產(chǎn)線。目前，世界主要軸承公司磨加工自動化程度很高，大批量產(chǎn)品均采用自動線組織生產(chǎn)，而采用自動化生產(chǎn)線，投資少、見效快，易于穩(wěn)定生產(chǎn)。
（3） 發(fā)展相關(guān)技術(shù)。如各種新型家具、高速砂輪、超精油石、冷卻液及潤滑油、數(shù)控元器件等，不斷提高工藝裝備的自動化水平。
（4） 發(fā)展檢測儀器。檢測水平在一定程度上反映了行業(yè)水平，在軸承行業(yè)應(yīng)發(fā)展高效、精密適合于自動線使用的主動測量和線外專項自動檢測儀器。
（5） 開展復(fù)合磨削研究工作。復(fù)合磨削具有合并加工工序減少裝夾次數(shù)、提高加工精度的優(yōu)點，因此，國外不少磨床都具有合并加工工序的功能，為趕上國際水平，必須開展這方面研制工作。2.滾動軸承滾動體制造技術(shù)
2.1 鋼球加工
鋼球在球軸承中是承受載荷并與軸承的動態(tài)性能直接相關(guān)的零件。鋼球的加工工藝應(yīng)首先滿足其成品標準要求，還應(yīng)使鋼球成品在在軸承元件中具有盡可能高的壽命、低的噪聲、小的摩擦力和高的可靠性。鋼球的加工工藝相對成熟。目前國內(nèi)鋼球制造工藝的原理和方法差異不大，工藝流程大體都是：原材料檢查-鋼球毛坯制造（冷、熱鐓，冷熱軋制）-光球-熱處理-硬磨-強化處理-初研-精研-清洗-檢查-涂油包裝。歸于毛坯制造過程，一般直徑在1英寸（25.4mm）以下的鋼球采用冷鐓工藝，直徑在1英寸以上2英寸以下的采用熱鐓或熱軋，直徑在2英寸以上的采用車削或熱鍛。
工藝過程中，較明顯的變化時采用光球工藝取代銼削、軟磨工藝，雖然目前鋼球的制造工藝過程與國外先進企業(yè)相似或相近，先進工藝也在逐步應(yīng)用，但是整個行業(yè)發(fā)展很不均衡，特別是成形工序在生產(chǎn)效率、成型誤差、產(chǎn)品總留量上都與先進水平有著較大差距，熱處理和精研工序也有一定的差距。
鋼球加工工藝的發(fā)展趨勢主要集中在軋制工藝、樹脂砂輪磨削工藝、鋼球表面強化處理、熱處理自動線加工和新型水劑研磨液的應(yīng)用。1英寸以上鋼球可采用軋制工藝。采用軋制工藝鋼球尺寸精度高（一般可達0.05-0.09um）且無環(huán)帶，材料利用率高（比冷鐓可提高20%），生產(chǎn)效率高（能達到熱鐓的5倍），具有較高的強度和良好的尺寸穩(wěn)定性，軋制球坯具有金屬流線分布均勻，壽命長等眾多優(yōu)點，但軋輥設(shè)計制造比較復(fù)雜，軋輥材料成本較高。樹脂砂輪磨研工藝，以磨代研對鋼球進行終加工，能較穩(wěn)定地提高鋼球精度及表面質(zhì)量，改善鋼球的動態(tài)性能，特別是對降低振動值起到關(guān)鍵作用，同時對軸承合套異常聲也有明顯改善。用此技術(shù)加工鋼球磨削均勻，克服了用鑄鐵盤研磨添加研磨劑不均勻而影響鋼球質(zhì)量的人為因素，同時樹脂專用磨削液污染小，加工后的鋼球表面易于清洗，且生產(chǎn)效率有較大的提高，大大降低了成本。
2.2 滾子加工
理論上，滾子與滾道的接觸是線接觸，所以滾子承受的載荷較大，實際使用和試驗均表明滾子是滾子軸承中最薄弱的零件，滾子的制造質(zhì)量對軸承的工作性能（如旋轉(zhuǎn)精度、振動、噪聲和靈活性等）均有很大影響，是影響軸承使用壽命的主要因素。
我國滾子生產(chǎn)在滾子設(shè)計、工裝設(shè)計、工藝編制和檢測規(guī)程等各方面受傳統(tǒng)模式的束縛，在設(shè)計思想和設(shè)計理念上存在差距，缺乏創(chuàng)新求變的意識，缺乏細致的研究和系統(tǒng)的綜合分析。設(shè)備、工裝、原材料、管理水平、工序質(zhì)量控制能力受傳統(tǒng)習(xí)慣的制約，導(dǎo)致滾子生產(chǎn)工藝路線長、加工留量大、加工遍數(shù)多、上下料次數(shù)多。生產(chǎn)設(shè)備陳舊、工裝工具多年沒有改進，生產(chǎn)工藝落后，原材料浪費，生產(chǎn)成本增加，工藝合理性差，滾子、滾針裝備與工藝水平是軸承行業(yè)內(nèi)較落后的。直徑Φ24mm以下的圓柱滾子、圓錐滾子和調(diào)心滾子的毛坯成形基本上采用Z31-25、Z31-13冷鐓機，采用盤料或直條料的開式切料，一次成形的形位公差和尺寸散差大，綜合材料利用率低。后工序加工（硬磨）國內(nèi)普遍使用M1080、XF004一般滾子專用磨床，就圓錐滾子而言，其產(chǎn)品加工精度一般達到JB/T10235規(guī)定的Ⅲ級精度質(zhì)量水平。
國外先進的加工方法多為成行工序使用高速雙擊冷鐓機成形，封閉切料，成形公差小，留量小，綜合材料利用率高。例如直徑小于32mm的滾子成形誤差≤ 0.1mm，生產(chǎn)效率60-200次/min，Φ32mm以上時，采用車削成形加工。后工序加工（硬磨）采用高速高精度全自動磨床，產(chǎn)品質(zhì)量水平在圓度誤差、批直徑變動量、圓錐角變動量的精度上與國內(nèi)相比均提高1倍，表面粗糙度水平提高4倍以上，圓錐滾子綜合精度穩(wěn)定達到JB/T10235的Ⅰ級精度水平，SKF滾子已達到規(guī)定的0級水平。
對于圓柱滾子外徑磨削，國產(chǎn)設(shè)備基本達到產(chǎn)品要求，但端面終磨和精研設(shè)備精度難于滿足加工Ⅰ級滾子的要求，特別是端面跳動和表面粗糙度的要求距世界先進企業(yè)仍有較大差距。
按軸承行業(yè)“十五”規(guī)劃目標，經(jīng)新一輪的技術(shù)改造后，要求精密滾子到達Ⅰ級，穩(wěn)定批量達到Ⅱ級，實現(xiàn)滾子設(shè)備標準化、工藝標準化、以及工裝標準化。專業(yè)滾子生產(chǎn)覆蓋率達50%，凸度化率達70%，外徑超精普及化率達50%，球基面無磁磨削普及化率60%，圓錐滾子Ⅱ級精度以上達到60%，圓柱滾子Ⅱ級精度以上達到75%.當前國滾子生產(chǎn)還不能完全達到這個要求，為了提高滾子質(zhì)量，應(yīng)盡快組織專業(yè)化結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展一批具有一定規(guī)模的專業(yè)化滾子生產(chǎn)骨干企業(yè)。推廣新技術(shù)、新工藝、新裝備、新的管理方法，完善和推廣滾子聯(lián)線加工工藝、對數(shù)曲線工藝、弧端面工藝、光飾工藝、噴丸加工工藝、可控氣氛熱處理工藝、表面強化工藝等，進一步擴大新型模具材料、磨削液、滾子清洗、退磁、干燥、涂油聯(lián)線設(shè)備，滾子表面光飾機，滾子表面強化機及滾子高效噴丸處理機床的開發(fā)。

標簽：軸承現(xiàn)狀趨勢