■瓦房店軸承集團(tuán)公司工程中心（遼寧 116300）劉家駿

■瓦房店軸承股份有限公司（遼寧 116300）于曉巖

在軸承產(chǎn)品零件加工中，有些人多少存在一種重成品、輕配件的觀念。滾子的加工質(zhì)量水平存在一定的差距，滾子對(duì)軸承質(zhì)量影響之大，直接影響到整個(gè)軸承的使用性能、壽命和可靠性。滾子作為軸承的主要部件之一，全項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)和穩(wěn)定性仍有較大差距。為了實(shí)現(xiàn)滾子軸承的減振降噪，提高軸承的壽命和可靠性，針對(duì)軸承滾子生產(chǎn)狀況，提出需要關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題，并對(duì)軸承滾子加工質(zhì)量中存在的問(wèn)題分析如下。

1. 軸承滾子加工現(xiàn)狀

目前，軸承滾子的加工現(xiàn)狀為：

（1）精密Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)圓錐、圓柱軸承滾子不能批量生產(chǎn)。市場(chǎng)對(duì)D級(jí)、C級(jí)精密軸承的需求量越來(lái)越大，但是精密軸承的大批量生產(chǎn)對(duì)軸承滾子來(lái)說(shuō)，難度較大。僅是與精密軸承配套的Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)滾子的批量加工，在滾子加工過(guò)程中就困難重重。目前也只能小批量加工一些Ⅱ級(jí)圓錐、圓柱軸承滾子，并且是要從所加工的軸承滾子中挑選出一部分Ⅱ級(jí)品軸承滾子，能夠加工0級(jí)、Ⅰ級(jí)軸承滾子的品種極少，還不能形成批量生產(chǎn)。

（2）普通Ⅲ級(jí)滾子精度的穩(wěn)定性差。軸承中使用最多、最廣的Ⅲ級(jí)滾子約占70%～80%。但是，普通滾子的尺寸、精度狀況也不穩(wěn)定，特別是球面軸承滾子尺寸、精度方面的問(wèn)題急需解決。整批滾子的尺寸精度和幾何精度的一致性及穩(wěn)定性較差，這種狀況就給滾子軸承的減振降噪和軸承壽命帶來(lái)了很大的不確定性。這主要與現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)和管理水平參差不齊、設(shè)備狀況差異較大以及大部分采用單機(jī)加工等有較大的關(guān)系。

（3）軸承滾子加工技術(shù)及其工藝裝備方面存在問(wèn)題。作為組成軸承的四大部件之一，滾子一般與軸承配套加工，軸承滾子的加工大多采用單機(jī)、多工序、多工步加工，有些環(huán)節(jié)加工機(jī)床精度差、穩(wěn)定性差，所加工的軸承滾子存在尺寸散差大，幾何精度不統(tǒng)一、不穩(wěn)定等問(wèn)題，導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的軸承狀態(tài)不一致、壽命不穩(wěn)定。所加工的滾子精度穩(wěn)定性也不一致，仍然存在批滾子尺寸散差大、某些技術(shù)指標(biāo)時(shí)好時(shí)壞的現(xiàn)象。

（4）一些企業(yè)存在超負(fù)荷突擊生產(chǎn)現(xiàn)象。存在著某種軸承在市場(chǎng)需求量劇增的情況下，車(chē)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)的情況，潛伏著在今后的生產(chǎn)中機(jī)床精度急劇下降的危機(jī)。在生產(chǎn)超負(fù)荷的短期生產(chǎn)壓力下實(shí)行的突擊生產(chǎn)狀態(tài)，以降低機(jī)床的精度為代價(jià)完成生產(chǎn)任務(wù)，這種不利因素將在以后的生產(chǎn)中逐漸凸顯出來(lái)。

2.軸承滾子加工存在的問(wèn)題

軸承滾子制造無(wú)論從裝備水平、技術(shù)水平上，還是軸承滾子的實(shí)物質(zhì)量方面都存在差距，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）軸承滾子的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工工藝方面：產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員在軸承滾子設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工藝編制和檢測(cè)規(guī)程等方面，存在設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)理念上的差距，缺乏創(chuàng)新求變的意識(shí)，軸承滾子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平基本上處于保守設(shè)計(jì)狀態(tài)，同時(shí)受設(shè)備、工裝、原材料、管理水平、工序質(zhì)量控制能力和傳統(tǒng)習(xí)慣的制約，導(dǎo)致軸承滾子生產(chǎn)工藝路線長(zhǎng)、加工留量大、加工遍數(shù)多、輔助工序多以及工裝工具多年沒(méi)有改進(jìn)，造成原材料浪費(fèi)，生產(chǎn)成本增加，工藝合理性差。同時(shí)，尺寸十分接近的滾子加工過(guò)程中，很容易混串，增加了管理的難度。對(duì)滾子的通用性考慮得較少，往往考慮軸承的載荷更多一些。在實(shí)際加工時(shí)，頻繁地?fù)Q活、調(diào)整，也是產(chǎn)品質(zhì)量難以穩(wěn)定的原因之一，同時(shí)，給管理方面帶來(lái)極大的負(fù)擔(dān)。設(shè)計(jì)各類(lèi)工、夾量具，不但加工費(fèi)用很高，而且給設(shè)備的穩(wěn)定性和精度帶來(lái)不良影響。這種現(xiàn)象是使企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量得不到提高的重要原因之一。

（2）軸承滾子的加工裝備方面：球面軸承滾子加工可選用的設(shè)備并不多，對(duì)于某些尺寸段的圓柱、圓錐和調(diào)心軸承滾子的批量加工，成形工序基本上仍采用普通的冷鐓機(jī)，也采用普通壓力機(jī)成形，材料變形大，一次成形形位公差和尺寸大，外觀質(zhì)量差。

（3）球面軸承滾子加工精度方面：設(shè)備精度低導(dǎo)致球面軸承滾子工序間存在著形位公差“中間松”，使工序間難以達(dá)到工藝要求的窘?jīng)r，集中在終磨工序修改，導(dǎo)致終磨加工勉強(qiáng)達(dá)到Ⅲ級(jí)球面軸承滾子精度，嚴(yán)重制約了軸承整體質(zhì)量。

（4）軸承滾子檢測(cè)儀器和檢測(cè)方法方面：檢測(cè)儀器和檢測(cè)水平相對(duì)落后，軸承滾子的質(zhì)量控制主要依靠加工后把關(guān)檢驗(yàn)，大部分專(zhuān)職檢驗(yàn)人員采取傳統(tǒng)的檢驗(yàn)手段和方法進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)，軸承滾子合格品是“人海戰(zhàn)術(shù)”檢驗(yàn)選出來(lái)的，而不是在加工過(guò)程中有效控制加工出來(lái)的。檢查軸承滾子有些工序所用儀表附件已經(jīng)陳舊，沒(méi)有及時(shí)更換，影響軸承滾子檢測(cè)的準(zhǔn)確性。產(chǎn)品質(zhì)量觀念淡薄是根本所在。

3.產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)方向

軸承滾子的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)要從以下幾方面加以改進(jìn)。

（1）采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)加工工藝。先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①軸承滾子產(chǎn)品的通用性強(qiáng)，在軸承尺寸及承載能力、結(jié)構(gòu)相近的情況下，采用同一種軸承滾子為滾動(dòng)體，十分有利于軸承滾子的批量加工和質(zhì)量控制。②產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)綜合素質(zhì)高，可以在軸承滾子成品產(chǎn)品圖上標(biāo)注明確，滾子的幾何精度及測(cè)量方法、形位公差、表面狀況、倒角的尺寸及接觸角，以及熱處理狀況等十分詳細(xì)，這對(duì)軸承滾子在加工時(shí)工藝如何安排和滾子如何測(cè)量提供了很直接的依據(jù)。③軸承滾子圖樣中有關(guān)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。有時(shí)接到的圖樣，需求的是一系列軸承滾子，只出一張圖，其他以列表的形式出現(xiàn)，這對(duì)在一條生產(chǎn)線上批量加工時(shí)的安排很有利。④對(duì)一些特殊要求做出了詳細(xì)說(shuō)明，如凸度軸承滾子的凸度大小、輪廓形狀、測(cè)量點(diǎn)及測(cè)量位置等，這樣對(duì)軸承滾子特殊要求的控制變得相對(duì)容易。而我們現(xiàn)行軸承滾子有些圖樣僅要求凸度或?qū)?shù)曲線（方程），使?jié)L子工藝人員或加工者在控制時(shí)不知所措。

工藝設(shè)計(jì)要從軸承滾子的類(lèi)型、加工方式、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)周期和成本等多方面來(lái)考慮，盡量不要重復(fù)設(shè)計(jì)工裝。軸承滾子的加工工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)包括軸承滾子加工尺寸、加工流程、機(jī)床名稱、技術(shù)條件及生產(chǎn)批量，這樣可讓使用者一目了然。工藝員在設(shè)計(jì)工裝時(shí)，可以根據(jù)批量的大小，采取最佳的、可節(jié)省工裝的設(shè)計(jì)方案。

（2）提高軸承滾子裝備精度，保證滾子加工質(zhì)量。需要解決軸承滾子生產(chǎn)線問(wèn)題，包括軸承滾子的上、下料實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，機(jī)床的在線檢測(cè)和自動(dòng)進(jìn)給與補(bǔ)償，以及成品滾子的盛裝。為了能在軸承滾子的加工工藝上有所突破，應(yīng)采用高線速度、寬砂輪的磨削方式。為此，必須減少軸承滾子在下料過(guò)程中的磕碰傷。

（3）改善軸承滾子檢測(cè)水平。軸承滾子的測(cè)量比較落后，定性測(cè)量項(xiàng)目還很多，盡管我們采用了定量測(cè)量，但測(cè)量方法和效果很不統(tǒng)一，導(dǎo)致滾子檢查結(jié)果差別很大，合格與不合格的Ⅲ級(jí)軸承滾子精度存在0.5～1.0m的差值，存在很大爭(zhēng)議，給軸承滾子的檢測(cè)和驗(yàn)收帶來(lái)極大的不便。因此，對(duì)定性測(cè)量項(xiàng)目，無(wú)論從標(biāo)準(zhǔn)上，還是在實(shí)際加工中，必須有統(tǒng)一的方式方法和檢測(cè)手段。

4.需要關(guān)注的幾個(gè)方面

關(guān)于軸承滾子的加工，有以下幾方面需要特別予以關(guān)注。

（1）注重工藝“細(xì)節(jié)”理念，提高軸承滾子實(shí)物質(zhì)量。軸承滾子在設(shè)備短線連線方面進(jìn)步較大，還應(yīng)該樹(shù)立工藝、工裝管理和“細(xì)節(jié)”理念，這對(duì)軸承滾子質(zhì)量進(jìn)一步提高將產(chǎn)生很大的影響，在其他條件具備的情況下，甚至是決定性影響。如工藝過(guò)程控制、工藝過(guò)程設(shè)備等。細(xì)節(jié)決定成敗，工藝“細(xì)節(jié)”決定著軸承滾子質(zhì)量差距，關(guān)注和改進(jìn)的細(xì)節(jié)越多，差距應(yīng)越小。根據(jù)軸承滾子的精度要求選擇不同的工藝，可形成多種軸承滾子工藝并存的良好局面。

（2）加工機(jī)床、工裝、工藝和人的素質(zhì)的良好結(jié)合。采用貫穿法磨削軸承滾子時(shí)，螺旋導(dǎo)輪是一件非常重要的工具，軸承滾子定位精度、螺旋導(dǎo)輪的安裝精度及維修精度將直接影響軸承滾子的加工質(zhì)量，應(yīng)引起工人、特別是維修鉗工人員的充分重視，這就應(yīng)更加關(guān)注維修鉗工、維修電工的主觀積極性。使機(jī)床、工裝與工藝良好地融為一體。工裝磨具的改進(jìn)，工藝“細(xì)節(jié)”的完善，注重工藝重點(diǎn)“細(xì)節(jié)”，同樣是改善軸承滾子質(zhì)量的有效途徑。有針對(duì)性地對(duì)員工定期進(jìn)行有效的理論、操作技能培訓(xùn)，從根本上提高員工的自身素質(zhì)以及重視產(chǎn)品質(zhì)量的理念。

（3）繼續(xù)壓縮滾子留量是永恒的主題。我們選擇少數(shù)量的沖壓軸承滾子進(jìn)行壓縮留量試驗(yàn)，將試驗(yàn)廢品降到最低程度。中小軸承滾子冷鐓留量由原來(lái)的0.45～0.50 mm，壓縮到0.35～0.40 mm，僅此材料利用率粗略估計(jì)可提高5%～10%。但熱處理的脫碳層是制約軸承滾子壓縮留量至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，壓縮沖壓滾子留量、減少磨削遍數(shù)是滾子加工工藝永恒的主題。這是一個(gè)持續(xù)幾代人的話題，提高滾子模具壽命及控制模具脹量是一個(gè)急需解決的“瓶頸”問(wèn)題。

（4）模具制造精度較差，亟待改進(jìn)。專(zhuān)業(yè)模具制造加工工藝落后，模具內(nèi)部缺陷造成沖壓軸承滾子后被“復(fù)映”在軸承滾子小頭倒角上，直接影響壓型滾子質(zhì)量，已經(jīng)制約了壓型滾子質(zhì)量。國(guó)內(nèi)某模具公司制作沖壓滾子模具，模具體外側(cè)的非工作表面粗糙度質(zhì)量，都比我們生產(chǎn)的模具內(nèi)孔工作表面粗糙度質(zhì)量還好許多，兩者相比反差太大，很值得我們借鑒、學(xué)習(xí)。應(yīng)尋找合作公司采用新型的具備耐磨、耐沖擊和耐疲勞性能的模具材料。

（5）軸承滾子先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)的推廣。在完善傳統(tǒng)檢測(cè)方法和技術(shù)的同時(shí)，采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和儀器，比如波紋度儀等，但目前這只是應(yīng)用在極少數(shù)重點(diǎn)產(chǎn)品的加工中，滾子軸承的減振降噪和提高軸承的壽命與可靠性仍是我們攻關(guān)的主題。檢查滾子的各種儀器精度，更換儀器校正和安裝儀器時(shí)是否正確十分重要，這一點(diǎn)在實(shí)際生產(chǎn)中十分必要。

（6）滾子硬車(chē)倒角工藝值得關(guān)注。滾子硬車(chē)倒角時(shí)，局部瞬間產(chǎn)生的高溫直接影響到滾子兩端外表面的硬度變化，容易造成滾子倒角表面硬度不均勻。當(dāng)軸承加有載荷條件下，滾子外表面與滾道磨損消耗程度差異很大，從圖1中可以明顯看出滾子小頭嚴(yán)重疲勞剝落，并且逐漸向滾子大頭外徑延伸。而外圈滾道與滾子小頭相對(duì)應(yīng)的地方也出現(xiàn)嚴(yán)重的疲勞剝落（見(jiàn)圖2）。這些現(xiàn)象是否與硬車(chē)滾子倒角瞬間高溫有關(guān)？需要大家在今后的加工過(guò)程中充分觀察、進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，應(yīng)該引起我們的高度關(guān)注。不能只注重產(chǎn)品外觀質(zhì)量，卻忽視了軸承零件的內(nèi)在質(zhì)量。

圖1 滾子外徑磨損狀態(tài)圖

圖2 滾子與外圈滾道相對(duì)應(yīng)處磨損狀態(tài)圖

5.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上論述，希望能夠?qū)S承滾子技術(shù)改造起到一定的促進(jìn)作用，盡快提高軸承滾子的實(shí)物加工水平，與D級(jí)、C級(jí)軸承精度要求相匹配，與精密級(jí)軸承精度同步發(fā)展，從而提高軸承質(zhì)量的穩(wěn)定性。同時(shí)，軸承企業(yè)要注重進(jìn)口設(shè)備和培養(yǎng)高素質(zhì)人員來(lái)操作設(shè)備相結(jié)合，才能達(dá)到先進(jìn)的設(shè)備加工出一流產(chǎn)品的目的，為企業(yè)創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。