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德國(guó)索菲納在全國(guó)軸承專用裝備開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)上的演講
2023-05-15（來(lái)源：德國(guó)索菲納超精研磨）
為總結(jié)“十三五”軸承工藝裝備的創(chuàng)新成果和經(jīng)驗(yàn)，貫徹落實(shí)《全國(guó)軸承行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》,，推動(dòng)軸承智能制造發(fā)展,，促進(jìn)軸承行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),，2023年5月10日在河南洛陽(yáng)召開(kāi)了“全國(guó)軸承專用裝備開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)“。
此次會(huì)議討論了軸承專用裝備及檢驗(yàn)檢測(cè)裝備,、儀器的發(fā)展趨勢(shì),；研討軸承行業(yè)新材料、新工藝,；介紹新型綠色,、低碳、智慧工廠建設(shè)的做法和經(jīng)驗(yàn),；優(yōu)秀軸承專用裝備研發(fā)制造企業(yè)介紹軸承智能制造設(shè)備配置整體解決方案,；推介軸承制造技術(shù)、設(shè)備,、工藝,、材料創(chuàng)新成果。
作為超精研磨領(lǐng)域的領(lǐng)先制造商,，應(yīng)主辦方的邀請(qǐng),，德國(guó)索菲納的張學(xué)洋經(jīng)理在大會(huì)上進(jìn)行了演講，詳細(xì)介紹了德國(guó)索菲納的超精研磨工藝和加工設(shè)備,。
發(fā)言稿如下：
德國(guó)索菲納公司有一百多年歷史,，在超精研磨領(lǐng)域深耕七十多年，積累了豐富的加工經(jīng)驗(yàn),，業(yè)績(jī)遍布全球,。至今服務(wù)了將近2000家客戶，供應(yīng)了四千多臺(tái)設(shè)備,，遍布全球五十多個(gè)國(guó)家,。
近十年來(lái)我們向國(guó)內(nèi)軸承行業(yè)供應(yīng)了超過(guò)200臺(tái)超精機(jī)，在此也向所有支持我們的客戶表示衷心的感謝,。我們的客戶遍布各行各業(yè),，其中以汽車和軸承行業(yè)為主。軸承設(shè)備主要用在卡車乘用車飛機(jī)高鐵風(fēng)電等領(lǐng)域,。多年來(lái),，德國(guó)索菲納已經(jīng)成長(zhǎng)為全球超精設(shè)備和工藝領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)。得到了軸承行業(yè)的廣泛認(rèn)可,，很榮幸我們可以利用這次機(jī)會(huì)分享一下我們?cè)诔心ハ嚓P(guān)的經(jīng)驗(yàn),，供大家參考。
我們主要通過(guò)三個(gè)層面來(lái)介紹：什么是超精加工,？為什么要超精加工？如何保證高質(zhì)量的超精加工,？
首先什么是超精,？超精區(qū)別于其他工藝的主要特點(diǎn)大約有三方面：從工序順位來(lái)看主要是在硬車或磨削之后的Z終表面處理工序,，從切削方面看屬于微振蕩產(chǎn)生的微量切削，從接觸工件的材料上看超精主要用的是油石和砂帶,。
超精研磨主要有以下幾個(gè)目的：
1. 降低工件表面粗糙度,，提高軸承壽命。
2. 去除硬車磨削產(chǎn)生的缺陷層和紋路痕跡,。
3.去除硬車磨削產(chǎn)生的拉應(yīng)力組織,，建立穩(wěn)定的壓應(yīng)力組織，從而降低磨損,，提高表面的機(jī)械性能,，提高軸承壽命。
4.進(jìn)一步優(yōu)化微觀形狀,，如圓度波紋度等等,，主要目的是降低軸承噪音和振動(dòng)。
5. 提高工件表面的承重比,，提高工件間的接觸面積,，Z小化磨損。
6. 形成交叉網(wǎng)紋絲路,，以更好地儲(chǔ)油,，增強(qiáng)潤(rùn)滑能力。
首先超精加工可以改變工件表面的組織結(jié)構(gòu),，去掉磨削和硬車留下的一層缺陷結(jié)構(gòu),，之后去除以拉應(yīng)力為主的邊界層。與此同時(shí)通過(guò)超精的冷加工形成以壓應(yīng)力為主的邊界層,，讓工件表面形成一個(gè)比較穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu),。
表面粗糙度的優(yōu)化，一般以評(píng)估Ra和Rz值為主,，有些軸承也需要評(píng)估一些其他的表面粗糙度參數(shù),，這個(gè)我們后面還會(huì)再提到。
再有就是提高工件的表面承重比,，因?yàn)镽a和Rz值沒(méi)辦法完全描述所有的表面細(xì)節(jié),，就像我們看到的，同樣是Ra 0.2,，它的表面微觀結(jié)構(gòu)也可能不同,，而這個(gè)結(jié)構(gòu)的形狀直接決定軸承的負(fù)載能力，比如這種單個(gè)波峰狀的結(jié)構(gòu)就會(huì)導(dǎo)致高的磨損和過(guò)早的軸承失效,。而這種帶波谷的平直紋路就是超精之后特有的,，這種結(jié)構(gòu)一方面可以減小磨損，另一方面可以提供很出色的摩擦特性,。
這里可以進(jìn)一步看到不同工藝帶來(lái)的不同形狀,，硬車之后一般工件之間的點(diǎn)接觸,。磨削之后，主要是線接觸,。而超精之后就是這種面接觸,，接觸面積Z大，然后承重比也Z高,，是造成磨損Z小的結(jié)構(gòu)形式,。
再有就是形成交叉網(wǎng)紋，這也是超精獨(dú)有的特點(diǎn),。因?yàn)槌蟮倪@個(gè)紋路是交叉的而不是平行的,，油不容易被甩出去，所以能達(dá)到更好的儲(chǔ)油效果,。然后軸承的工況不同,，這個(gè)交叉網(wǎng)紋的形式需求也不同，進(jìn)而所需要的超精工藝的參數(shù)也是不同的,。
這些交叉網(wǎng)紋都是有一定的波谷深度,，為了全面評(píng)價(jià)這個(gè)深度，就引入了Rk,、Rvk,、Rpk這些粗糙度參數(shù)。這些參數(shù)值也?以通過(guò)特定的超精的工藝參數(shù)來(lái)達(dá)到,，來(lái)滿足不同用戶不同軸承的不同需求,。
有一個(gè)很重要的點(diǎn)就是超精可以在來(lái)料的整體形狀不錯(cuò)的情況下，大幅優(yōu)化表面的圓度和波紋度,。這里圓度是一個(gè)宏觀上的整體評(píng)估,，它主要是看一個(gè)整體誤差值。而在宏觀的圓度和微觀的粗糙度之外,，介于二者之間的帶通濾波下的波紋度也是個(gè)影響軸承噪聲和震動(dòng)的非常重要的因素,，波紋度的測(cè)量和評(píng)估主要是通過(guò)傅里葉變換的頻譜分析來(lái)進(jìn)行的，它的好壞主要受機(jī)床和刀具的震動(dòng)影響,。
此外,，在形狀方面，超精也可以適當(dāng)修復(fù)來(lái)自硬車和磨削的工件的輪廓誤差,。
諸如以上這些因素決定了超精工藝在軸承制造工藝鏈中的重要性,。如何去保證一個(gè)高質(zhì)量的超精？這里我們想從各部門的工作制度和方法方面談一談我們的經(jīng)驗(yàn),，從?個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行的角度來(lái)談?wù)劽總€(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上我們認(rèn)為比較重要的因素,。
首先和客戶共同成長(zhǎng)是索菲納幾十年來(lái)發(fā)展的基石。
索菲納作為世界超精加工Z早的持續(xù)探路和引路者,，開(kāi)辟了大量的超精加工原創(chuàng)技術(shù),，而這些技術(shù)趨于成熟,，是和與全球頂尖軸承廠家?guī)资甑暮献髅懿豢煞值?。而在進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)后,，索菲納也始終致力于幫助國(guó)內(nèi)軸承自主品牌提升加工能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量,，不斷攻克了一個(gè)又一個(gè)卡脖子的難題,。在不斷攻克難題的過(guò)程中，堅(jiān)持不斷地和不同優(yōu)秀用戶的積極交流學(xué)習(xí)和探索,，積累海量經(jīng)驗(yàn),，是保證索菲納超精設(shè)備和工藝質(zhì)量始終行業(yè)領(lǐng)先的Z重要原因?？梢哉f(shuō)沒(méi)有這些優(yōu)秀的用戶,，就沒(méi)有索菲納的今天。
第二是有優(yōu)質(zhì)的研發(fā)設(shè)計(jì),。不論是對(duì)已有方案的拓展還是對(duì)新方案的開(kāi)發(fā),，我們Z注重的一點(diǎn)是，始終以用戶需求為導(dǎo)向,，以為用戶創(chuàng)造Z高價(jià)值為Z終目標(biāo),。一切偏離這個(gè)航向的研發(fā)都是無(wú)意義的。
在此基礎(chǔ)上,，隨時(shí)把研發(fā)和設(shè)計(jì)上被驗(yàn)證的新經(jīng)驗(yàn)和新靈感沉淀為普適的操作流程步驟,，然后找到便于操作的軟硬件工具。比如很多用戶提到過(guò)對(duì)索菲納設(shè)備的一大印象就是內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔干凈,，不笨重不冗繁,。這其實(shí)是幾十年來(lái)通過(guò)幾代索菲納設(shè)計(jì)工程師積累下來(lái)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，所沉淀出的一套在設(shè)計(jì)部門普遍適用的設(shè)計(jì)理念流程和方法,，帶來(lái)的結(jié)果,。通過(guò)這種方式，可以盡可能多的把個(gè)人優(yōu)質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰?，轉(zhuǎn)化為組織的,，從而提高組織的效能，并且在培養(yǎng)新人才時(shí),，能讓他們從起步就能有多年凝結(jié)的優(yōu)質(zhì)資源理念和習(xí)慣,，讓公司未來(lái)能一直穩(wěn)定向客戶輸出Z精華可靠的機(jī)床設(shè)計(jì)。以下關(guān)于其他部門需要經(jīng)驗(yàn)流程化和工具化的話題就不展開(kāi)了,，總之不論是軸承設(shè)備制造商還是Z終用戶,，在這方面全員的執(zhí)行力是保證超精質(zhì)量穩(wěn)步提高的Z重要因素之一，這也是我們?nèi)蝽敿饪蛻舳嗄陙?lái)的成功經(jīng)驗(yàn),。
第三是供應(yīng)鏈,。索菲納和大部分供應(yīng)商都有超過(guò)20年的穩(wěn)定合作,，常年的經(jīng)驗(yàn)讓我們能深刻理解不同供應(yīng)商之間的差異，以及這些差異進(jìn)而對(duì)項(xiàng)目對(duì)設(shè)備的影響,。比如我們很多客戶和我們提到過(guò)很多超精機(jī)廠家對(duì)工藝參數(shù)很敏感,，在有產(chǎn)品新要求而需要變動(dòng)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)調(diào)整工藝參數(shù)后產(chǎn)品一致性大幅下降的情況,，而索菲納的設(shè)備在這方面表現(xiàn)是相對(duì)比較好的,。這在我們分析來(lái)有可能是某些部件的選型問(wèn)題，當(dāng)然同時(shí)很有可能還有設(shè)計(jì)原因,，導(dǎo)致的設(shè)備剛性穩(wěn)定性不足,。另一方面要保持和供應(yīng)商的交流學(xué)習(xí)，確保始終做出對(duì)設(shè)備和項(xiàng)目Z經(jīng)濟(jì)合理高效的采購(gòu)選擇,。
第四是外購(gòu)件檢測(cè),。我們?cè)O(shè)有外購(gòu)件的質(zhì)量核驗(yàn)部門，需要隨時(shí)保持和采購(gòu)部門的信息互通,，以便隨時(shí)更新對(duì)供應(yīng)商的評(píng)估,。
第五是設(shè)備裝配，涉及機(jī)械和電氣裝配,。和研發(fā)部門保持交流是必要的,，一方面向設(shè)計(jì)人員反饋設(shè)計(jì)落地的情況和提出建議，另一方面自身也可以更好地理解設(shè)計(jì)邏輯,。
第六是對(duì)機(jī)床進(jìn)行精度測(cè)量,。首先要選擇合理的測(cè)量?jī)x器和方法，保證測(cè)量精度值的精度,，另外要明確裝配對(duì)各項(xiàng)精度的影響,，以及各項(xiàng)精度對(duì)超精設(shè)備和加工的影響。
第七是設(shè)備調(diào)試,，應(yīng)用工程師Z好具備機(jī)電和編程的知識(shí)能力,，加深理解機(jī)械電氣程序方面對(duì)超精工藝的影響。此外要保持和Z終用戶的密切溝通和交流,，收集分析用戶工廠端應(yīng)用情況的信息,，來(lái)積累一線應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
測(cè)量室同樣很重要,，超精后軸承的測(cè)量作為成品測(cè)量尤為重要,。測(cè)量方法和程序并非一成不變，有些軸承重要參數(shù)的測(cè)量可能需要用戶和儀器廠家共同開(kāi)發(fā)適用于自身產(chǎn)品的新的測(cè)量程序,，在這方面我們作為超精機(jī)測(cè)量室也應(yīng)該及時(shí)學(xué)習(xí)以及跟進(jìn)安裝新程序和新方法,。
服務(wù)工程師團(tuán)隊(duì)質(zhì)量是很多用戶關(guān)心的，我們中德工程師之間會(huì)有定期的線上線下技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流，這對(duì)大家積累不同國(guó)家不同工況下的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)大有裨益,。
Z后,，也是Z重要的一點(diǎn)，索菲納隸屬于格里斯哈伯集團(tuán)旗下,，這是索菲納以前,，現(xiàn)在以及更重要的是未來(lái)實(shí)施任何戰(zhàn)略，以及保證品牌,、設(shè)備,、工藝始終精益求精發(fā)展的強(qiáng)力資本保障。
除了以上這些,，影響超精加工質(zhì)量的因素還有很多，比如前道工序來(lái)料質(zhì)量,、切削液,、油石砂帶、過(guò)濾,、用戶工廠情況,、用戶的測(cè)量評(píng)估方式等等。歡迎大家隨時(shí)聯(lián)系我們一起交流探討,。
下面簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)案例：
首先是一款明星機(jī)型,，RollerFlex778/1，它是專為直徑Z大到250mm的各類滾子研發(fā)的一款機(jī)型,，可以超精外徑和兩端面,。目前已經(jīng)面世7年，主要服務(wù)于全球各大頭部風(fēng)電滾子廠,，至今沒(méi)有競(jìng)品,。
接下來(lái)呢是兩個(gè)不太常見(jiàn)的案例，一個(gè)是陶瓷滾子,，這是我們近些年涉足的材料,，屬于用已有方案加工新材料，從首測(cè)就很成功,。是一臺(tái)兩工位的無(wú)心支撐的設(shè)備,。這是一些檢測(cè)結(jié)果，圓度0.4微米以下,，粗糙度0.04以下,。
另一個(gè)是關(guān)節(jié)軸承的外球面，是在軟車,，熱處理,，切入磨之后使用杯形砂輪對(duì)球面進(jìn)行超精，也是我們很成熟的一個(gè)機(jī)型。
德國(guó)索菲納在軸承領(lǐng)域的涉獵非常廣泛,。除了不加工鋼球,，其他從微型軸承到特大型軸承，不論套圈還是滾動(dòng)體,，都有無(wú)死角的設(shè)備方案,，且全范圍的設(shè)備和工藝都是行業(yè)領(lǐng)先的，根據(jù)?年使用索菲納設(shè)備的鋼球用戶反饋,，從設(shè)備剛性,、穩(wěn)定性、故障率,、超大批量如十萬(wàn)百萬(wàn)件產(chǎn)品不良率和加工一致性等等重要指標(biāo)方面都可以說(shuō)是全球Z好的超精設(shè)備,。我們非常歡迎所有有卡脖子問(wèn)題的和想做好軸承的朋友們來(lái)聯(lián)系我們一起交流探討。
Z后的Z后我們粗略說(shuō)一下索菲納的一些新技術(shù),，首先是設(shè)備的全自動(dòng)化換型技術(shù)已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)證,，這里包括：
1. 全自動(dòng)化切換程序和更換工裝。
2. 直徑Z大到六米的套圈超精方案也已經(jīng)推出,。
3. 我們對(duì)于全面優(yōu)化節(jié)拍時(shí)間,，也有了進(jìn)一步成果。
4. 索菲納首創(chuàng)的,，對(duì)生成對(duì)數(shù)曲線的貫穿式超精機(jī)方案的技術(shù)擴(kuò)展,，現(xiàn)在Z大可以加工到70mm直徑的滾子。歡迎有相關(guān)需求的用戶來(lái)交流,。
感謝大家,，隨時(shí)歡迎大家批評(píng)指正，謝謝,！