滚柱轴承大类可分为单列及双列,主要功能为降低机械的摩擦,提升寿命及降低噪音的功能。
◆单列滚子系列
单列滚子轴承中,滚子是以线接触方式与沟径面相接,相较滚珠轴承的点接触,能承受的径向负荷提升。
◆双列滚子系列
双列滚子轴承能够承载极大之负荷,同时提供极大之径向刚性,藉由轴承内径之锥度设计,其组装后能使整体系统刚性显著提升。
■问题深入探讨:
◆表面粗糙度改善不易
轴承钢使用场所都常都是需要承受较大的径向或轴向负荷,所以本身材质具有高硬度及高韧性高耐磨等特性,常见硬度会在HRC50-65度以上,在这样硬度高的状况下,抛光轮通常粒度较细,走刀小切削力轻,面对高硬度工件时较难进行移除,反而会加大砂轮的消耗,以一般的抛光轮要做如此高硬度的抛光,在改善表面粗糙度上会有较大的困难。
◆尺寸精度不准确
研磨实心轴件时,因为材料内部不像管件那样有空洞可以些微散热,加工时的温度会很高,加上切削液、走刀量、转速等等的影响,会使轴件产生热膨胀,进一步造成研磨尺寸精度下降,研磨的量比预计的更多,甚至出现橘皮,影响整体工件良率。
◆砂轮消耗快
因为材质的硬度高,使用一般砂轮在进行前段研磨或是抛光时,砂轮的磨料钝化速度会加快,研磨一下子就需要进行修砂,修整频率变高会影响到整体加工效率,使效率变差。且砂轮时常修整,会增加后续研磨时出现问题的机率,修整不完整,砂轮掉砂机率增加,抑或是表面碎屑没有清除干净,加快砂轮堵塞的速度,后续又会衍生切削力不足的问题。
■常见办法:
◆使用较大压力或较粗粒度抛光轮
但相对会使抛光精度降低,容易出刮伤,且抛光轮的消耗也不会降低,反而会提升砂轮成本。
◆降低走刀量
但这样会导致工作效率降低,且降低走刀量代表需要更多道次来完成抛光的预留量,也提升了研磨出现状况的可能,减少道次提升效率才是首要之策。
◆改变结合剂强度
减缓磨料钝化,一般会改变结合剂强度,将结合剂强度增加,但单纯调整结合剂硬度,虽然会减缓磨料钝化,但也会让砂轮的排屑散热能力降低,且一旦砂轮过硬,研磨高硬度工件时也会让研磨温度提升,容易出现烧伤、热变形等问题。
■解决方案:
建议先从磨料与结合剂下手,磨料选择高强度的磨料,加强切削力,使其可以应对较高硬度的材质,再来结合剂建议选择耐热性高的结合剂,不耐热的结合剂容易因高温断裂让砂轮的消耗变大,而太强的结合剂又会使研磨温度提升,选用的标准建议是保有磨料抓取力的状况下能进行正常的自锐,以达到高硬度材质抛光的需求。
有两项建议,可以使用粒度更细的弹性抛光轮,服贴工件的表面进行抛光,减少因为震动所产生的尺寸误差,或是达到去除刀痕的效果,以降低表面粗糙度,提升加工效率,使用弹性砂轮的好处有两项:
◆稳定性高:有自锐性,磨料保持锐利度,不易堵塞,切削力稳定
◆可修整:可用修整器修整,控制研磨结果
还有选用散热性能良好,气孔较大的,砂轮的气孔作为散热及排屑的重要角色,透过气孔将热量带出,减少砂轮与工件的接触面积,降低研磨温度,减少研磨热能的产生,气孔的选择的重要性除了砂轮寿命的问题以外,同时具有排屑的功能,使砂轮不容易发生堵塞,减少研磨震动,进而提高表面精度。
■总结:
为解决研磨热及高硬度工件的抛光问题,建议选择结合剂耐热性强,散热性能良好的弹性砂轮,弹性砂轮的优点是贴合表面进行抛光,面对各式材质及形状都能轻松驾驭,滚柱轴心的样式非常多样,粗细长短各不同,但基本上材质都是高硬度轴承钢,所以面对高硬度工件,砂轮磨料的选择也是非常重要的一环,整体而言,弹性吸收震动,磨料进行研削抛光,希望今天的内容能够对大家有所帮助。
※以上是SEYA生尧砥研的分享,若对砂轮、调整轮的选择与搭配,或研磨相关技术有任何问题,欢迎与我们联络与咨询!
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外圆磨床无心磨床生尧技术团队
滚柱轴承轴心双列滚子结合剂科技#客制化