中小型球轴承磨床及超精加工装备发展趋势

轴承设备

滚动轴承发明以来，作为极为重要的基础基础元件广泛应用于各行各业。近年来，我国轴承行业通过引进国外先进制造技术，并结合自身的技术改造，使我国的轴承制造水平特别是中小型球轴承的制造水平有了显著提高。

一、     轴承加工机床的特点

轴承生产的特点是批量大，精度高，决定轴承加工机床和通用机床相比有以下特点：

（1）              高效率 面对成千上万的批量，要求机床有很高的自动化水平。

（2）              高精度 这是由轴承本身的加工精度要求决定的。

（3）              高稳定性 对于流水作或者自动线生产单台机床，出故障会影响整条线的正常运行。

（4）              防护措施要好。

中小型轴承内圈磨床

小型轴承内径小，批量大，公差严，要求机床自动化程度高、精度好。目前在生产中使用的国产机床有以下产品：3MK201、3MK203、3MK205、3MK2010等，主要生产厂家有无锡机床厂、上海莱必泰、河南新乡日升数控等。早期产品以无锡机床厂生产的居多，在行业中广泛使用。主要特点是：采用支沟（或支滚道）磨内径的工艺，使用电磁无心夹具，进给采用斜楔杠杆机构、油压进给，工件的精度主要靠主动测量装置保证，砂轮轴为高频电主轴，靠高频发电机驱动，有自动上下料机构，采用继电器控制线路，工件轴采用皮带轮变速，砂轮轴有往复机构，机床机构裸露，防护差。这类机床经过轴承行业使用多年，各使用厂家对部分机床进行了技术改造，如控制线路有继电器改为PLC控制，将高频发电机改为精致变频器，更新测量装置等，在一定程度上提高了机床的工艺能力，延长了使用寿命。但由于轴承工业技术进步的要求，这类机床应该尽早进入淘汰期。

现在各机床生产厂家均加大了新产品的开发力度，吸收国外先进技术，改进结构设计，使现在的中小型内圆磨床产品十分丰富。有以下特点：

（1）              可根据用户的个性化要求，采用不同的数控系统，有PLC、CNC等。

（2）              进给系统普遍采用伺服电机+高精度滚珠丝杠，完成进给运动。

（3）              工件轴采用变频调速，工艺适应性强。

（4）              砂轮轴采用静止变频器驱动。

（5）              测量装置采用有国际水平的产品。

（6）              加工精度与加工效率普遍提高。

（7）              采用全封闭防护技术，防止冷却液飞溅，油雾弥漫，降低噪音，改善工作条件，减少环境污染。

中小型轴承外沟磨床

轴承行业大量使用的是切入法磨削的外沟磨床，型号主要有：3MK145、3MK147、3MK1412等，生产厂家主要有无锡机床厂、上海莱必泰、河南新乡日升数控等。另外还有一些结构比较落后的摆头式磨床还在使用，比如M8810、M8820系列。切入法外沟磨床是轴承机床厂重点发展的产品，其主要特点与内圆磨床相同，但由于外沟磨削的精度要求低于内圆磨削，大部分厂家没有加装测量系统，完全靠定程磨削保证加工精度。

中小型轴承内沟磨床

现在轴承行业大量使用的是3MK13XX系列的内沟磨床，但仍有一部分结构落后的摆头磨床使用。3MK13XX系列的内沟磨床有以下特点：

（1）采用支沟磨沟的切入法磨削工艺。

（2）使用电磁无心夹具。

（3）使用高速磨削，速度达到50～60m/min.

（4）部分厂家如新乡日升数控采用动静压主轴和砂轮平衡装置，抗振性好，加工表面粗糙度值低。

（5）早期产品采用油压进给补偿，进给精度不高。现在普遍采用伺服电机进给系统，加工精度高。

（6）早期产品多为继电器控制，故障率高，可靠性差。现在大多采用PLC、CNC等，采用数字式触摸屏，人机界面好。

（7）机床的防护与造型得到重视。

中小型轴承内外沟超精机

由于对中小型轴承使用寿命、振动、噪音等的严格要求，使得内外沟表面要求极高。超精加工的目的在于：降低沟道表面粗糙度，改善圆度与波纹度，以降低振动和噪音。去掉表面磨削变质层，增加轴承的使用寿命。

目前在中小型球轴承的生产中大量使用超精机床。早期多采用滚棒式超精机，定位精度不高，工艺落后。现在生产厂家很少。但由于该机对超前工序沟位置要求不高，使得仍使用摆头磨的轴承生产厂家还在使用该类设备。现在使用内外沟超精机主要是3MKK31XX、3MK32XX系列，主要生产厂家有无锡机床厂、上海莱必泰、河南新乡日升数控、石家庄亚星等。其主要特点有：

（1）采用两步法加工，粗超与精超分开。

（2）内圈采用液压定心或陶瓷支承定心；外圈无心支承（支承材料有陶瓷、硬质合金等）、端面压紧的加工方法。

（3）工件轴转速及超精头摆动频率均用变频器调速，工艺参数调整范围广。

（4）油石自动补偿。

以上简要介绍了轴承两沟一孔加工的主要机床。两沟一孔加工设备是我国轴承加工设备中最为成熟的产品，厂家有无锡机床厂、上海莱必泰、河南新乡日升数控已经有提供全套自动线的能力，并且在国内已有大量用户，在这方面与国外的差距正在缩小。但实事求是的讲，与国外先进水平相比还有不小的差距，如日本的TOYO、KOYO，德国的BWF等。国外轴承磨床在以下方面具有优势：

（1）可采用磨削比，耐用度高的CBN砂轮。

（2）有些机床采用新材料制造，床身及其它基础件具有高刚度，良好的抗振性和热稳定性。

（3）广泛使用CAD/CAE/CAM技术。

（4）机床动态刚性及热特性好。

（5）磨削速度高，有些已经达到120m/min，而国内还停留在60m/min或者低于60m/mm。

（6）数字化水平高，有些机床具有丰富的监视、故障自诊断等功能，有的可通过网络实现远程数据传送可故障诊断。

（7）扩大了轴承磨床的加工范围，可进行复合磨削。

从以上的对比来看，我国的轴承机床与国外先进水平的差距大大缩小。各项精度指标都有了很大的提高，能够满足用户高精度，速度快，自动化程度高，操作简便的要求，磨削工件的质量大大提高，生产效率提高。同时，也应该认识到，国内的产品与国外先进水平还有一定的差距，在今后的产品设计制造当中，应当及时采用新的设计方法，新的工艺手段，新材料，引进新技术，进一步提高机床的整体水平，缩小与国外先进水平的差距。

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