“超精加工主要要提高和改善被加工工件表面的微觀質(zhì)量，這些微觀質(zhì)量包括粗糙度、溝形、圓度和金屬條紋的走向。” 軸承套圈溝道超精研工序主要是為了降低被加工溝道的粗糙度，這是最基本的要求，無論是原始的棍棒超精機(jī)還是采用無心支撐結(jié)構(gòu)的自動化超精機(jī)，原理大同小異，都是如此。高水平的和低檔的軸承套圈超精研設(shè)備的主要區(qū)別是軸承套圈溝道形狀精度的改善程度和被加工工件表面應(yīng)力狀態(tài)的差異。

軸承套圈溝道形狀精度的改善主要取決于三個(gè)方面：首先，要合理的約束超精前的軸承溝道磨加工形狀的基礎(chǔ)精度，軸承溝道的基準(zhǔn)精度、尺寸精度和位置精度在磨削工序也要精確地控制，因?yàn)檫@些需要約束的被加工工件的磨削工序的精度及其對超精加工的結(jié)果的影響是不容忽視的；其次，超精研設(shè)備的主要零部件制造精度也會對被超精工件溝道表面形狀的變化起到很大的影響，品質(zhì)較差的超精機(jī)非但不能夠改善磨削工序形成的形狀精度，反而會破壞磨削工序形成的形狀精度和尺寸精度；第三，超精余量的大小不僅與超精加工的節(jié)拍有關(guān)，而且也與軸承溝道超精后的表面質(zhì)量有關(guān)系。

假如我們的軸承產(chǎn)品沒有對軸承的噪音和軸承的壽命提出特殊的要求，假如我們的軸承產(chǎn)品僅僅滿足于參與國內(nèi)外市場的低價(jià)格競爭，假如我們的軸承產(chǎn)品不想走出國門或者不想替代進(jìn)口產(chǎn)品，那么，使用低水準(zhǔn)的超精研設(shè)備是可以的。因?yàn)?，在中低檔產(chǎn)品的軸承市場上，中國的軸承企業(yè)選用低價(jià)位的超精機(jī)取得了大量的經(jīng)驗(yàn)，盡管這些實(shí)踐是依賴于大量的技術(shù)人員的人的主觀因素取得的。在空調(diào)類家電市場和電機(jī)市場，我們的微型和小型軸承取得了不俗的銷售業(yè)績，這些成績的取得也部分得益于我國軸承加工設(shè)備的發(fā)展和進(jìn)步，盡管這些進(jìn)步的取得是不穩(wěn)定的，這種離散的局部不可控的質(zhì)量水平暫時(shí)在中國還可以被客戶忍受。而在我國中高端產(chǎn)品領(lǐng)域，大量的高附加值高利潤的軸承產(chǎn)品主要還是依靠進(jìn)口。我國生產(chǎn)的最好的軸承設(shè)備，即使出口到國外，也只是應(yīng)用在普通軸承生產(chǎn)線上；部分大陸境內(nèi)的外資和合資的軸承加工企業(yè)采購國 內(nèi)的軸承設(shè)備，也主要用在中低檔軸承的生產(chǎn)線上。迄今為止，我國高水平的進(jìn)口軸承設(shè)備所占的比率很小，部分原因是由于高水平的進(jìn)口軸承設(shè)備的價(jià)格普遍高于國產(chǎn)的軸承設(shè)備，其主要原因還是國內(nèi)大部分企業(yè)生產(chǎn)的軸承精度和效率要求偏低，在引進(jìn)更高水平的進(jìn)口軸承設(shè)備方面的要求還不是特別強(qiáng)烈。

如果我們要在精密軸承的競爭市場上有所作為，如果我們決心想要逐步蠶食中高檔軸承的市場容量，那么我們就一定要知道，世界上最好的軸承生產(chǎn)線上都在使用什么設(shè)備？那些高精尖軸承生產(chǎn)線都是采用什么工藝加工出來的？與國外高水平軸承制造企業(yè)相比，我國軸承產(chǎn)品的制造水平和差距在哪里？

做高品質(zhì)的軸承產(chǎn)品，從某種程度上來說就是做精度穩(wěn)定的產(chǎn)品。而產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)，離不開選擇先進(jìn)的軸承設(shè)備。制造高品質(zhì)軸承的實(shí)踐，國外很多，中國很少，這是不爭的事實(shí)。本文限于篇幅，僅給大家介紹一下世界上最先進(jìn)的超精研技術(shù)的發(fā)展概況。

1．最先進(jìn)的超精機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)該采用伺服控制。采用了伺服控制系統(tǒng)，就會使得超精加工過程的工藝參數(shù)可控，因?yàn)樗欧到y(tǒng)的控制精度最高。以伺服系統(tǒng)為核心的結(jié)構(gòu)是最簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，最先進(jìn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)就是最簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 軸承之星系列超精機(jī)，油石夾擺動機(jī)構(gòu)采用的就是伺服控制系統(tǒng)，油石的擺動頻率和油石的壓力都可以采用計(jì)算機(jī)控制；此外，軸承之星超精機(jī)的工件軸也采用了伺服電機(jī)控制，使得工件的工作轉(zhuǎn)速可以達(dá)到每分鐘6000轉(zhuǎn)以上。機(jī)床機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)大為簡化，機(jī)械傳動鏈的偏差減到最小，其結(jié)果，機(jī)床的振動也減低到最小。由于工件軸轉(zhuǎn)速、擺動機(jī)構(gòu)擺頻和油石壓力等參數(shù)的選擇范圍很寬并且能夠得到精確地控制，所以機(jī)床可以滿足最新軸承制造工藝的技術(shù)要求，這同時(shí)為新工藝的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了良好的設(shè)備技術(shù)基礎(chǔ)。

2． 最好的超精機(jī)的定位結(jié)構(gòu)應(yīng)該是液壓浮動支撐結(jié)構(gòu)。當(dāng)被加工工件到達(dá)工作位置后，軸承套圈被定位原件產(chǎn)生的油膜浮起并旋轉(zhuǎn)，此種結(jié)構(gòu)的支撐剛性比陶瓷支撐的剛性還強(qiáng)，被加工工件對應(yīng)定位表面的誤差也會被吸收，不會影響定位精度和超精結(jié)果，而且即使在很高的工件轉(zhuǎn)速下，工件定位表面也不會產(chǎn)生劃傷現(xiàn)象。梯倫豪斯公司的液壓浮動芯軸和冷卻油是同一種油，要求油品的特性穩(wěn)定。

3．最合理的超精余量誤差應(yīng)該適當(dāng)減小。以世界上最先進(jìn)的深溝球軸承套圈的加工工藝為例，像6201、608、693這樣大小的套圈的超精余量誤差基本上都應(yīng)該控制在千分之三（單邊）以下，而我國大多數(shù)軸承企業(yè)的超精余量工藝現(xiàn)狀至少要高一倍以上。超精余量的大小，超精余量偏差的不穩(wěn)定和超精加工節(jié)拍大致是成正比的，超精余量參數(shù)得不到很好的約束，一方面說明被加工溝道表面磨削工序產(chǎn)生的變質(zhì)層很厚，磨削變質(zhì)層很厚是因過長的磨削時(shí)間產(chǎn)生的，機(jī)床之所以需要過長的磨削時(shí)間是因?yàn)樘兹δゼ庸で暗拿髌钸^大，這些連帶的工藝問題都會影響軸承套圈的最終加工結(jié)果。

4．最合理的超精加工套圈的粗糙度不是數(shù)據(jù)最小的粗糙度，而是合適的粗糙度。因?yàn)榇植诙鹊臄?shù)據(jù)過小，不僅會偏離最佳的超精工序的工序能力指數(shù)，而且還會使成套軸承中間的鋼球在套圈溝道里滑動趨勢加大，不利于軸承兩個(gè)套圈間的鋼球的正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。最好的軸承套圈的超精前的溝形應(yīng)該控制在千分之二以內(nèi)（全長不過濾測量），而我國多數(shù)軸承企業(yè)的軸承套圈的磨削后的溝形偏差數(shù)據(jù)分散很大，普遍要超過國外最先進(jìn)水平的2-3倍。最好的軸承套圈磨削后的溝位精度至少要控制在百分之一以內(nèi)，因?yàn)闇衔粚闲蔚母纳朴绊懸埠艽螅?a target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51); text-decoration-line: none;">超精機(jī)油石擺動中心和被加工工件溝道中心的偏差應(yīng)該盡可能的小，磨削后的工件溝位偏差的不穩(wěn)定會造成超精表面壓應(yīng)力狀態(tài)的不穩(wěn)定，溝道表面壓應(yīng)力不均勻的軸承套圈很容易在壓應(yīng)力薄弱和突變的部位最先失效。

5．超精機(jī)選用的油石更換率應(yīng)該最小，油石壓力波動應(yīng)該用數(shù)控系統(tǒng)來控制減小，這樣會穩(wěn)定超精加工產(chǎn)品的批量精度，油石夾的結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計(jì)在超精設(shè)備的整體設(shè)計(jì)當(dāng)中也是至關(guān)重要的。德國梯倫豪斯公司的最先進(jìn)的軸承套圈超精機(jī)或者采用比例閥或者采用MICROSENCE技術(shù)，這些配置和研究成果使得油石工作壓力等參數(shù)可以在觸摸屏上調(diào)整并可以按照預(yù)先優(yōu)化好的程序自適應(yīng)控制。

以上五個(gè)方面雖不能夠包羅萬象，但至少應(yīng)該是我國軸承套圈超精研技術(shù)的改進(jìn)要點(diǎn)。 除了機(jī)床本身的因素之外，超精機(jī)的冷卻過濾系統(tǒng)的研究也是不能夠忽視的。曾幾何時(shí)，我國幾家機(jī)床廠先后仿造過梯倫豪斯公司的產(chǎn)品，時(shí)至今天，幾乎沒有一臺仿制成功的，其中最重要的原因就是沒有沉下心來對細(xì)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的研究，忽視細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)的重要性，和忽視其他關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)一樣，失敗就不言而喻了。

十多年前，我曾經(jīng)參觀過日本一家軸承制造集團(tuán)公司的幾個(gè)工廠，他們當(dāng)年的小型軸承自動線生產(chǎn)節(jié)拍已經(jīng)達(dá)到了6秒鐘，而我們現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的小型軸承自動線的生產(chǎn)節(jié)拍低于12秒的屈指可數(shù)，一些磨超自動線的生產(chǎn)節(jié)拍甚至小于單機(jī)自動化生產(chǎn)的節(jié)拍。（補(bǔ)充一下，我說的是無故障穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)，中間所有的維修和停機(jī)時(shí)間都要計(jì)算在內(nèi)的。）為什么我們國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備的效率普遍低于國外生產(chǎn)的設(shè)備的效率？機(jī)床穩(wěn)定性差是普遍現(xiàn)象，而低價(jià)格低配置的機(jī)床和落后的加工工藝是軸承加工技術(shù)滯后的重要原因。

假如只是拿幾套軸承和國外產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量對比，我們有可能會得到很滿意的結(jié)果；假如拿批量的加工數(shù)據(jù)或者拿隨機(jī)抽檢的產(chǎn)品檢測結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量對比，我們就會得出不滿意的結(jié)果。大量的軸承生產(chǎn)線上的不可修復(fù)的廢品率，主要源于那些低品質(zhì)軸承設(shè)備造成的浪費(fèi)。更加科學(xué)的軸承生產(chǎn)模式和更加理性的軸承加工思維應(yīng)該成為一種趨勢，只有這樣，才會更有益于我國軸承工業(yè)的進(jìn)步。