2013年 第7期冷加工35echniqueT工 艺
提高滚动轴承套圈滚道和滚子精度的
有序超精法
无锡机床股份有限公司 （江苏 214061） 胡建清
本文分析滚动轴承套圈、特别是大、中型轴承
套圈或滚子超精加工后，轴承成品在使用中无法达
到较高精度要求、回转精度不高，且可能在高速运
转时产生较大噪声的原因，结合笔者长期以来的探
讨和经验，分析选择一种科学获取超精参数的方
法——有序超精法进行超精加工，以改善超精后的
轴承套圈滚道，特别是大型轴承套圈滚道、滚子精
度，从而满足高精度轴承的精度和低噪声要求。
这里所说的轴承套圈滚道是广义的，而滚子则
主要是指调心轴承用的滚子（直径较大的腰鼓形柱
体）。
1. 产生超精参数选择不当原因
仅以圆柱滚子轴承的外圈进行滚道超精为例，
结合轴承外圈滚道超精示意图（见图1），分析重
要原因之一：模糊超精导致超精参数选择不当。圈旋转一个角度后检测沿轴线与另一个直径组成
的剖面内滚道的直线度则变为0.002mm；并且轮廓
形状也不同，前者可能为中凸偏左如图2a所示，最
高点在距基准端面为a的位置，但后者可能变为中
凸偏右如图2b所示，最高点在距基准端面为b的位
置。以及滚道、
滚子的圆度值在
轴向各不同圆截
面上不一致。例
如在距滚道基准
面轴向距离为a处测得的圆度为0.001 5mm，但在
距滚道基准面轴向距离为b处的圆度可能就为0.002 5 mm
了，并且圆度的形状也可能存在差异，从而该轴承
圈在装配后的回转精度就不高，且在高速运转时会
有较大噪声。而形成轴承的滚道、滚子沿轴线剖面
内轮廓度在不同圆周角度上不一致，以及滚道、滚
子的圆度值在轴向各不同圆截面上不一致且形状不
同的原因，就是传统的习惯性对轴承套圈滚道、滚
子的模糊超精形成的。
我们假设滚子磨削加工精度和轴承套圈终磨削
加工精度都是理想的，以便于集中讨论轴承套圈终
磨削后的超精过程；另外，可以从本文下面所叙述
的有序超精原理，自然延伸和理解滚子的超精过程
及其他种类套圈的超精过程，用相同的方法来解决
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。
轮毂轴承质量检验基本常识 资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除
资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除2 轮毂轴承质量检验基本常识
中图分类号：U260.331+.2文献标识码： A 文章编号：
一轴承的结构
轴承由于用途和工作条件不同，其结构变化甚多。轮滚单元也是轴承的一种，但其基本结构是由4个零件组成：（1）内圈，（2）外圈，（3）滚动体（钢球或滚子），（4）保持架。
第一代轮毂单元：由双列圆锥滚子轴承或双列滚珠轴承组成。
第二代轮毂单元：外圈带法兰盘的双列圆锥滚子轴承，外圈带法蓝盘的双列角接触滚珠轴承。
第二代半轮毂单元：在第二代的基础上外加芯轴。
第三代轮毂单元：内外圈带法蓝盘的双列圆锥滚子轴承，内外圈带法兰盘的双列角接触滚珠轴承（带芯轴）。
二常用量具型号及使用方法
游标卡尺
游标卡尺的分类：有0.01、0.02、0.05和0.10的分度值，测量范围的上限至2000mm。
使用应注意的事项： 资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除
资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除3 A、测量工件时应按测量工件的尺寸的大小及精度要求来选用游标卡尺。
B、测量前应检查尺身游标刻线对齐情况，以免产生读数误差。
游标卡尺读数原理：利用游标卡尺的游标刻线间距与主尺刻线间差形成游标分度值。测量时，在主尺上读取毫米数，在游标上读取小数值。
千分尺
千分尺的分类：分度值为0.01mm，测量范围至500mm的外径千分尺。
千分尺读数原理：利用等进螺旋原理将丝杆的角度旋转运动转变为测杆的直线位移。
读数方法：
A、在固定套筒上读出毫米数或半毫米数。
B、看微分筒上哪一格与固定套筒上基准线对齐。
C、两次读数加起来。
精密和超精密加⼯复习整理资料
1.精密和超精密加⼯⽬前包含的三个领域：超精密切削、精密和超精密磨削研磨和精密特种加⼯
2.超精密加⼯中超稳定的加⼯环境条件主要指（恒温）、（恒湿）、（防振）和（超净）四个⽅⾯的条件。
3.电⽕花型腔加⼯的⼯艺⽅法有：（单电极平动法）、（多电极更换法）、（分解电极法）、简单电极数控创成法等。
4.超精密加⼯机床的总体布局形式主要有以下⼏种：（T形布局）、（⼗字形布局）、（R-θ布局）、（⽴式结构布局）等。
5.实现超精密加⼯的技术⽀撑条件主要包括：（超精密加⼯机理与⼯艺⽅法）、（超精密加⼯机床设备）、（超精密加⼯⼯具）、（精密测量和误差补偿）、⾼质量的⼯件材料、超稳定的加⼯环境条件等。6.激光加⼯设备主要包括电源、（激光器）、（光学系统）、（机械系统）、控制系统、冷却系统等部分。
7.精密和超精密加⼯机床主轴轴承的常⽤形式有（液体静压轴承）和（空⽓静压轴承）。
8.⾦刚⽯晶体的激光定向原理是利⽤⾦刚⽯在不同结晶⽅向上（因晶体结构不同⽽对激光反射形成不同的衍射图像）进⾏的。
9.电⽕花加⼯蚀除⾦属材料的微观物理过程可分为（介质电离击穿）、（介质热分解、电极材料熔化、⽓化）、（蚀除物抛出）和（间隙介质消电离）四个阶段。10.超精密加⼯机床的关键部件主要有：（精密主轴部件）、（导轨部件）和（进给驱动系统）等。
11.三束加⼯是指电⼦束、离⼦束和激光束。
12.所谓空⽓洁净度是指空⽓中含尘埃量多少的程度。
13.⼯业⽣产中常见的噪声主要有空⽓动⼒噪声、机械噪声和电磁噪声。
14.纳⽶级加⼯精度包含：纳⽶级尺⼨精度、纳⽶级⼏何形状精度、纳⽶级表⾯质量。
15.超精密切削时积屑瘤的⽣成规律：1）在低速切削时，h0值⽐较稳定；在中速时值不稳定。2）在进给量f很⼩时，h0较⼤3）在背吃⼑量a p<25um时，h0变化不⼤；在a p>25um时，h0将随a p的值增⼤⽽增⼤。
16.超精密切削时积屑瘤对切削过程的影响：积屑瘤⾼时切削⼒⼤，积屑瘤⼩时切削⼒⼩。
