于美霞

摘 要：本文根據(jù)國(guó)內(nèi)軸承制造技術(shù)的發(fā)展情況以及高端軸承制造無(wú)法實(shí)現(xiàn)突破的狀況進(jìn)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(diǎn)，而且對(duì)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(yàn)。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(gè)特點(diǎn)，既然是高性能軸承，首先軸承一定具備高技術(shù)，集設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、材料、檢查、試驗(yàn)等多種技術(shù)成果于一體。同時(shí)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(guò)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)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?yàn)殡x散性過(guò)大會(huì)影響其互換性;而引起軸承載荷能力和振動(dòng)噪聲性能波動(dòng)的則是因?yàn)閮?nèi)部離散性過(guò)大。

2 國(guó)內(nèi)軸承制造技術(shù)的瓶頸

國(guó)內(nèi)的軸承制造技術(shù)隨著社會(huì)發(fā)展，其類型與規(guī)格都逐漸與國(guó)際實(shí)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(guò)剩的情況，而高端產(chǎn)品卻又過(guò)于依賴國(guó)際上的企業(yè)，并且制造技術(shù)到今天也沒(méi)得到重大突破。國(guó)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(wèn)題，二是高端軸承存在技術(shù)難突破的問(wèn)題。正是因?yàn)槠胀ㄝS承制造過(guò)程較為簡(jiǎn)單，不存在技術(shù)難度，所以眾多企業(yè)都能進(jìn)行軸承生產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)軸承因此在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)都占據(jù)了主要地位，通過(guò)價(jià)格進(jìn)行激烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而，盡管國(guó)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(guó)外先進(jìn)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(jì)分析，質(zhì)量的合格率還達(dá)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(guó)內(nèi)的制造技術(shù)一直沒(méi)有突破，比如 ：國(guó)內(nèi)的軸承鋼經(jīng)過(guò)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(guó)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(guó)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(dú)家方法，在設(shè)計(jì)與制造等技術(shù)方面也較為落后。因此國(guó)內(nèi)軸承制造在當(dāng)前市場(chǎng)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(shí)，一是要處理好軸承在材料及熱處理上的差距問(wèn)題，二是零件加工的精度上也存在問(wèn)題，當(dāng)批量生產(chǎn)軸承時(shí)，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(jī)床主軸中運(yùn)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(diǎn)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(duì)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(jí)、0級(jí)滾子，存在批量生產(chǎn)難度大的問(wèn)題，對(duì)于Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)滾子存在生產(chǎn)質(zhì)量方面的問(wèn)題。

3.3 零件尺寸不精準(zhǔn)

在生產(chǎn)零件時(shí)最大的問(wèn)題就是尺寸，時(shí)常出現(xiàn)磨削應(yīng)力及變形過(guò)大，磨削燒傷及裂紋等問(wèn)題，從而說(shuō)明對(duì)于零件的尺寸掌握很難實(shí)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(jī)床

當(dāng)制造較為復(fù)雜的軸承套圈時(shí)，需要精度更為準(zhǔn)確時(shí)，就可以采用數(shù)控系統(tǒng)磨床，借助函數(shù)調(diào)用進(jìn)行運(yùn)算及插補(bǔ)把控;為了幫助軸承內(nèi)外磨削精度達(dá)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(duì)零件的精確微進(jìn)給與補(bǔ)償，將分辨率達(dá)到0.25μm或者更高的0.1μm，多次定位精度達(dá)到1μm或者更高的0.5μm;當(dāng)進(jìn)行軸承內(nèi)表面的磨削工作時(shí)，可以運(yùn)用高速電主軸，磨削外表面時(shí)則運(yùn)用高剛度砂輪主軸，達(dá)到高速磨削;采用高精度、耐磨性佳的導(dǎo)軌等配件;必要時(shí)采用有著震動(dòng)衰減性能強(qiáng)、熱膨脹因子低等特點(diǎn)的更高精度的磨床。

4.2 應(yīng)用主動(dòng)測(cè)量法

為達(dá)到零件的精度達(dá)3μm或者更高的1μm的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該在尺寸磨削時(shí)采用主動(dòng)測(cè)量法。同時(shí)借助伺服電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，為砂輪修整器提供動(dòng)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(dá)到批量生產(chǎn)時(shí)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(jìn)給量過(guò)多而導(dǎo)致磨削燒傷或者裂紋等問(wèn)題的出現(xiàn)，應(yīng)該借助鍛件毛坯凈成形、或精密冷輾擴(kuò)，并且應(yīng)該減少磨削加工時(shí)的剩余。

4.4 提高配套設(shè)施質(zhì)量

對(duì)于高精度圓柱滾子等配套設(shè)施要采用自動(dòng)化的生產(chǎn)線，保證其穩(wěn)定性、時(shí)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(dòng)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(jìn)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(yǔ)

我國(guó)在高端軸承領(lǐng)域一直無(wú)法實(shí)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(wèn)題。如果國(guó)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(guò)先進(jìn)設(shè)備和高質(zhì)量的工藝來(lái)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(shí)現(xiàn)高端軸承上的突破，才能促使我國(guó)軸承行業(yè)的快速發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)防安全的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[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.