了解一下什么是轴承超精工艺

1序言超精加工是一种对工件表面光整和精整的加工方法。

它可以在很短的时间内，将工件从一般磨削后的表面粗糙度值Ra=0.2～0.4μm，降低到Ra=0.012～0.050μm，消除磨削中的缺陷和变质层，使工件的使用寿命提高几倍，因而广泛应用于各种材料和精密零件的最终加工中。

2超精加工的原理和特点2.1超精加工的原理超精加工是采用磨料为微粉的油石，在一定的压力作用下，以短行程的往复运动，对工件表面进行微量磨削，如图1所示，其中F为压力，A为油石振幅，vc为工件速度，vf为纵向进给速度。

图1超精加工工作原理超精加工广泛应用于内燃机曲轴、凸轮轴、刀具、轧辊、轴承滚道和滚子、精密量具及电子仪器等精密零件的加工，能对钢、铸铁、磷青铜、铝、玻璃、花岗岩、硅和锗等材料进行加工，能加工外圆、内圆、平面、球面、圆弧面和特殊轮廓面。

2.2超精加工的特点与磨削加工相比，超精加工具有以下特点：①超精加工能显著提高工件表面质量，可使工件的使用寿命提高5倍左右。

②超精加工后的工件在装配运转后噪声大幅减小，振动减小，运转平稳。

③磨削加工去除余量为0.01mm左右，而超精加工去除余量为0.001mm以下，尺寸分散度小且稳定。

④磨削加工的工件表面有微观尖峰，加工纹理为直纹（见图2a），当工件运转时，难存润滑油，还会产生烧伤。

而超精加工表面没有尖峰，加工纹理为交叉网纹（见图2b），易存润滑油和形成润滑膜，工件不易磨损。

⑤超精加工时间短，只需几秒到十几秒，加工效率是高精度镜面磨削的几十倍。

⑥超精加工所用设备简单，易于实现自动化和标准化，表面粗糙度值Ra可达0.006～0.05μm。

a）磨削表面有微观尖峰且加工纹理为直纹b）超精表面无尖峰且加工纹理为交叉网纹图2 磨削表面与超精加工表面的比较3超精加工方法超精加工各种工件内外表面，工件在夹具中的定心方式可分为无定心和有定心两种。

根据进给方式可分为轴向进给、切入进给和圆周进给。

3.1超精加工外圆图3a所示为加工小直径圆柱体外圆，工件在导辊上旋转并做轴向进给运动，导辊近似双曲线体且较长，无级变速传动。

超精油⽯对轴承套圈的加⼯技术轴承套圈磨超加⼯新技术及其国内外发展状况-->1．前⾔作为整个⼯业基础的机械制造业，正在朝着⾼精度、⾼效率、智能化和柔性化的⽅向发展。

磨削、超精研加⼯（简称“磨超加⼯”）往往是机械产品的终极加⼯环节，其机械加⼯的好坏直接影响到产品的质量和性能。

作为机械⼯业基础件之⼀轴承的⽣产中，套圈的磨超加⼯是决定套圈零件乃⾄整个轴承精度的主要环节，其中滚动表⾯的磨超加⼯，则⼜是影响轴承寿命以及轴承减振降噪的主要环节。

因此，历来磨超加⼯都是轴承制造技术领域的关键技术和核⼼技术。

国外轴承⼯业，60年代已形成⼀个稳定的套圈磨超加⼯⼯艺流程及基本⽅法，即：双端⾯磨削——⽆⼼外圆磨削——滚道切⼊⽆⼼磨削——滚道超精研加⼯。

除了结构特殊的轴承，需要附加若⼲⼯序外，⼤量⽣产的套圈均是按这⼀流程加⼯的。

⼏⼗年来，⼯艺流程未出现根本性的变化，但是这并不意味着轴承制造技术没有发展。

简要地说，60年代只是建⽴和发展“双端⾯——⽆⼼外圆——切⼊磨——超精研”这⼀⼯艺流程，并相应诞⽣了成系列的切⼊⽆⼼磨床和超精研机床，零件加⼯精度达到3～5um，单件加⼯时间13～18s（中⼩型尺⼨）。

70年代则主要是以应⽤60m/s⾼速磨削、控制⼒磨削技术及控制⼒磨床⼤量采⽤，以集成电路为特征的电⼦控制技术的数字控制技术被⼤量采⽤，从⽽提⾼了磨床及⼯艺的稳定性，零件加⼯精度达到1～3um，零件加⼯时间10～12s。

80年代以来，⼯艺及设备的加⼯精度已不是问题，主要发展⽅向是在稳定质量的前提下，追求更⾼的效率，调整更⽅便以及制造系统的数控化和⾃动化。

2．轴承套圈的磨削加⼯在轴承⽣产中，磨削加⼯劳动量约占总劳动量的60%，所⽤磨床数量也占全部⾦属切削机床的60%左右，磨削加⼯的成本占整个轴承成本的15%以上。

对于⾼精度轴承，磨削加⼯的这些⽐例更⼤。

另外，磨削加⼯⼜是整个加⼯过程中最复杂，对其了解⾄今仍是最不充分的⼀个环节。

关于深沟球轴承超精方法的探讨浙江五洲新春集团有限公司汪燮民轴承套圈沟道的超精加工是轴承套圈加工的最后一道工序，其加工后对套圈沟道质量的改善和提高的程度将直接影响到成品轴承的最终质量，尤其是要求低噪音(甚至静音)、长寿命的轴承来说尤为重要。

深沟球轴承套圈沟道的超精目的之一，可以认为是为了使套圈沟道获得一个近乎理论上的圆环面，它包括对沟形、圆度、波纹度以及粗糙度等方面的要求。

深沟球轴承套圈沟道的超精加工方法，目前主要在用的是油石摆动的方法，国内、外各设备制造企业或轴承公司自行研发，基本都是采用这一方法。

随着科技的不断进步，设备在零件加工、装配，元器件和新技术的采用都有了突破性的更新，为轴承事业的发展做出了很大的贡献。

但无论设备怎么变化、更新，各方面技术含量的不断提高，作为最基本的工具与被加工件之间的成圆的加工运动—油石摆动成形的方法并没有改变。

本文仅想对深沟球轴承沟道超精加工设备的沟道表面成形方法进行一些探讨，在这种加工方法中，油石的摆动和沟道旋转过程中的相互作用关系，是否能使沟道表面在加工中趋近于理论上的圆环面的一部分。

一．对目前普遍使用的超精加工方法的探讨以外圈为例，如图1中的左图所示，油石绕摆头的摆动中心线摆动，CB是油石边侧的摆动面，端部截面应是圆弧线。

油石有一定的宽度，沟道在CB位置上是平行于轴平面的剖面上的交线，是非圆弧线，因此油石会在沟道中受到限制而发生干涉（见图1的右图，详见放大的图2）。

此时，不是油石研去套圈表面，就是套圈刮去油石。

因此，仅在中心剖面上，沟道与油石之间的相对运动，存在着成圆的关系（尤如车床的车刀围绕中心摆动，零件自身回转一样）。

油石在离开中心轴平面的各部分，离中心越远，干涉越大，油石边缘四角处为最大，所以从理论上讲，相互之间并不能成圆，只是在油石工作面与沟道表面互相的“谦让”中得以完成一个加工循环。

我们从几个典型的使用后的油石实样中也能很明显的看到由于干涉造成的油石表面的塌陷和缺损情况，外圈和内圈分别见图3和图4。

轴承套圈的超精加工技术简介一、概述轴承套圈经过下料、初期热处理、车削加工、中期热处理、磨削加工以后。

经过一系列严格检验后，就进入了超精加工工序。

轴承套圈超精加工主要是为了降低轴承套圈沟道或滚道的表面粗糙度，改善轴承套圈沟道或滚道的表面的应力状态。

除非上道工序对应的沟道或滚道磨削后的表面形状精度较低，轴承套圈超精加工一般不会改变加工面的形状精度和位置精度。

轴承套圈超精加工“是一种用细粒度的磨具对工件施加很小的压力，并作往复振动和慢速纵向进给运动，以实现微量磨削的一种加工方法”。

超精加工一种说法是由美国哥赖斯拉公司的维拉斯发明的，当时由于汽车车轮的滚子轴承经常产生异常的振动和噪声，问题出于轴承滚子在轴承套圈表面形成压痕所致。

经过采用软材料研磨轴承滚道表面之后，不但可以避免使轴承套圈工作表面产生压痕，而且还使得振动和噪声显著降低了。

维拉斯把这一加工方法实现了机械化，这就是最早的轴承套圈超精机。

轴承超精加工虽然发明在美国，但是现在在欧洲和日本得到进一步发展。

尤其是德国Thielenhaus公司，在轴承超精加工领域的研发技术居世界领先水平。

二、超精研加工工艺参数的选择超精研的工件旋转速度、施加于油石上的单位面积的压力、油石的振荡频率和振幅是超精研加工的主要工艺参数，这些参数的选择直接影响超精机加工工件的加工表面质量。

就加工方式来讲，一般分为采用一种油石和采用多种油石两种。

前者是采用一块油石把工作条件分为两段，称为一序两段法。

初超时，选择大的切削角，加大油石压力，就会使磨粒大量的破碎和脱落，尽可能地把前道工序的加工痕迹去掉。

前道工序的痕迹去掉后，加工表面呈梨皮形状，就得到人们称之为的超精加工的磨纹，这时就把切削角减小，降低油石压力，于是磨粒的切削作用也就降低，继续加工是把粗超时的痕迹除掉，逐渐得到平滑的加工表面，这时磨粒与加工表面的接触面积增加，进一步增加接触面积，油石就会气孔堵塞，最后致使切削完全停止，只作光超。

滚子轴承套圈滚道凸度超精加工方法介绍曹新建 高向红石家庄轴承设备股份有限公司 （050051）摘 要 提出了一种针对滚子轴承套圈滚道必须带凸度的要求。

根据套圈滚道凸度的特点，结合多年来轴承套圈超精技术设计的实践，开发设计滚子轴承套圈滚道超精研机，采用窄油石、大往复结合小振荡的方法，提高了轴承套圈滚道凸度的精度，适应了市场发展的需要。

关键词 滚道凸度 窄油石 油石往复长度滚子轴承套圈滚道超精研机目前是使用窄于滚道宽度的宽油石以一定振荡频率及固定的振幅进行超精研磨加工，该方法对套圈前道工序经过磨削加工的滚道凸度形状不但得不到改善而且还可能造成一定的破坏，也不利于套圈滚道精度的提高。

所以需要开发一种新的滚子轴承套圈滚道超精研机。

在新机型设计中我们采用的是油石的大往复小振荡技术，即采用窄油石在滚道宽度内的不同位置改变油石振荡频率，以伺服电机驱动油石进行大往复运动来实现超精研改善滚道凸度及精度的目的。

1 设计指导思想采用油石在滚道往复长度上分段以及变化油石在各段的振荡频率和速度方法以实现滚道凸度的超精研磨。

这里着重介绍油石往复运动的设计及设置。

2 设计步骤及方法图1为窄油石往复运动参数设置示意图。

图1 油石往复运动示意图2.1 示意图上参数及其他参数说明(1) 半长段数：1/2油石往复长度的分段数，根据需要可设为1～5段。

(2) 第段长dn ：每段的长度，可设不同数值。

(3)N 第1段速度：磨削起始点第一段的走刀速度。

段与第1段速度比：第N 段走刀速度为第1速度：直接启动速度，每段速度大于基础，它可实平石往复在两端停止行走的时保长度。

提供法程：钮将油石振荡频率大往复的伺服电机控制开关将油石走服电机驱动油石移动到工件最控制开关将油石走(4) N 段走刀度的倍数，可在1 %～99 %范围内选取。

（此项数值可以在控制面板上设定并且在显示屏上显示）(5) 基础速速度时所设加减速时间才起作用。

(6) 加减速度时间：段与段速度过渡时间，现段间滑过渡。

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210263686.8(22)申请日 2022.03.17(71)申请人 台州市永宁轴承制造有限公司地址 317000 浙江省台州市临海市沿江镇长甸三村(72)发明人 王敬美　(74)专利代理机构 浙江专橙律师事务所 33313专利代理师 王建华(51)Int.Cl.B24B 1/00(2006.01)B24B 19/06(2006.01)(54)发明名称轴承内外圈滚道超精拉丝工艺(57)摘要本发明提供了轴承内外圈滚道超精拉丝工艺，属于轴承加工技术。

它解决了传统轴承超精研工艺制成的轴承使用寿命较低且质量较差的问题。

本轴承内外圈滚道超精拉丝工艺，目的是超精加工花纹顺着滚动体滚动方向。

工艺方法为在同一工位，工件转速和油石摆动频率都是无级调速，不同工件转速与不同油石摆动频率实现滚道粗、精超，而且加工花纹顺着滚动体滚动方向，粗超工件转速更低，油石摆动频率快，精超工件转速高、油石摆动频率低。

本发明具有提高轴承使用寿命且低噪音的优点。

权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 114523342 A 2022.05.24C N 114523342A1.轴承内外圈滚道超精拉丝工艺,包括轴承外圈沟超精加工机和轴承内圈沟超精加工机，其特征在于，还包括以下工艺流程步骤：a、在超精加工机内润滑条件良好的环境下，以超精油石不同个摆动频率与加工工件转速匹配下对工件进行光整加工；b、光整加工分为两个部分，第一工步为粗超，第二工步为精超；c、粗超：工件从较低转速与油石较高摆动频率匹配，以切削量为主，对滚道表面进行粗加工；d、精超：加工工件以较高转速与油石较低摆动频率匹配，以滚道表面光整为主，以达到理想的粗糙度要求，而且被加工表面磨粒运动轨迹顺着圆周方向，首尾相连形成封闭丝带形状。

2.根据权利要求1所述的轴承内外圈滚道超精拉丝工艺，其特征在于，所述的工艺方法为在同一工位，工件转速和油石摆动频率都是无级调速，不同工件转速与不同油石摆动频率实现滚道粗、精超。