轴承超精加工工艺阶段

轴承作为各类机械设备中的核心基础部件,其性能与质量直接关系到机械系统的工作精度、使用寿命及运行可靠性。为了提升轴承在使用过程中的综合性能,现代制造工艺广泛引入了超精加工技术。所谓超精加工,是指加工精度与表面光洁度显著高于同类常规加工方法的一类精密加工工艺,其核心目标在于进一步提高工件的尺寸一致性、几何精度并降低表面粗糙度。


轴承的超精加工过程是一个系统化、多阶段的精密处理流程,通常可划分为以下四个典型阶段:


(1)强力切削阶段


此为初始加工阶段。当油石与轴承工件表面发生接触时,由于实际接触面积较小,粗糙峰顶处承受极大的压强,使磨粒迅速破碎并实现自锐,从而产生强烈的微切削作用。该阶段以高效去除表面宏观不平度为主,切屑明显,多为黑色。


(2)正常切削阶段


随着加工的进行,工件表面粗糙层被逐步去除,进入稳定切削时期。此时油石表面不再有明显的大颗粒切屑附着,但微切削作用仍在持续,工件表面质量趋于均匀,粗糙度值稳步下降。


(3)磨削过渡阶段


随着加工时间延长,磨粒逐渐钝化,自锐能力减弱,切屑氧化物开始嵌入油石孔隙,导致磨削效率降低。该阶段以微弱切削与塑性流动为主,伴随明显的挤压与抛光效应。工件表面粗糙度显著降低,油石表面可见黑色氧化物层,标志着加工机制正由切削向光整转化。


(4)停切磨削阶段


此为该工艺的终末阶段,也是超精加工区别于一般磨削的重要特征。随着工件表面趋于极其光滑,真实接触面积大幅增加,单位面积压力下降,在油石与工件间逐渐形成连续油膜。当流体动压效应与外部压力达到平衡时,油石被油膜浮起,磨粒无法继续切入材料,切削作用基本停止。此时加工界面以流体润滑状态下的摩擦与抛光为主,最终实现极高的表面质量和光洁度。

通过上述四个阶段的连续作用,轴承超精加工技术可显著改善工件表面形貌、提高疲劳强度及耐磨性,从而满足高端装备制造对轴承性能的严苛要求。