ベアリングを超精密加工するには？

超精密研削とは

超精密研削は、仕上げ加工の微細研削を実現する一種の送り運動です。超仕上げ加工前は、一般的に精密旋削及び研削です。

具体的には、良好な潤滑及び冷却条件で、細目の研磨剤（砥石）でワークピースに小さな圧力をかけ、ワークピース回転の方向に沿って、加工物を回転、往復運動させます。

超精密研削とは、研削ホイールを高周波で小さく振動させて研削する伝統的な加工方法で、ワークの表面品質を向上させることを目的としています。 ベアリング、自動車、油圧、空気圧等多くの産業、特にベアリング産業で広く使用されています。 現在、ベアリングの内側作業面の主要な最終加工プロセスです。

ベアリングの超精密加工とは？

超仕上げとも呼ばれるベアリングの超仕上げは、マイクロ研削プロセスで、高精度ベアリング研削の場合、通常、リング転動面と転動体の作業面に超仕上げする必要があります。

超仕上げ加工にはさまざまな加工装置があり、加工原理も違います。幾何学的精度要件と表面品質要件を達するためには、設備、工具、砥石、研削液、さらには研削工程に至るまでを考慮する必要があります。

当社は、内径、外径、センタレス研削、超仕上げ、ラッピング用の幅広い研削砥石と、ベアリングリング及びプロファイル研削ホイール用のダイヤモンド・CBN ドレッシング ツールを提供しています。

ベアリングの超精密加工の役割とは？

転がり軸受の製造プロセスでは、超精密ベアリング リング処理が最後のステップで、生じた円形偏差を削減または排除し、ベアリング溝を修復し、その表面粗さ、物理的・機械的特性を改善し、ベアリングの振動と騒音を減らす重要なステップで、ベアリングの寿命向上に繋がっています。具体的には次のとおりです。

1.リップル度を効果的に減らすことができます。

超仕上げのプロセスでは、砥石が常に山に作用し、谷に接触しないようにするために、砥石とワークピースの間の接触の弧≥ワークピースの表面の波形の波長でしなければならなりません。 このように、ピークの接触圧が大きくなり、凸状のピークが除去され、波打ちが減少します。

2.ボールベアリング軌道面の溝形状誤差を改善。

超精密加工により、約30%のレースウェイの溝形状誤差を効果的に改善できます。

3.超微細化表面に圧縮応力を発生させることができます。

超仕上げのプロセスでは、冷間塑性変形が生じるため、超仕上げ後のワークピースの表面に残留圧縮応力が形成します。

4.作業面の接触面積を増やすことができます。

超精密研削後、ベアリングリングの作業面の接触面積は、研削後15%～40%から80%～95%に増加できます。

ベアリングの超精密機械加工プロセスの紹介

ベアリングの超精密機械加工は、一般的に次の 3 つの段階に分けることができます。

1.カッティング

ホイールの表面が軌道面の粗い凸状の頂点に接触すると、接触面積が小さいため、単位面積あたりの力が大きくなります.一定の圧力の下で、砥石はまず、「逆切削」にかけられ、それで、砥石の表面の砥粒の一部が脱落したり、破損したりして、いくつかの新しい鋭利な砥粒と刃先を露出させます。同時に、軸受工作物表面の凸峰を急速切削し、切削と逆切削の作用により、軸受工作物表面の凸峰と研削変質層を除去します。 この段階は切削段階として知られており、ほとんどの金属代が取り除かれます。

2.ベアリング半割ステージ

加工の続きにつれて、ベアリングワークの表面が徐々に滑らかになりました。

このとき、砥石とワークの接触面積が増え、単位面積あたりの圧力が低下し、切り込みが少なくなり、切れ味が弱くなります。

同時に、ホイール表面の気孔が塞がり、徐々に半切削状態になります。 この段階はベアリング仕上げの半削り段階と呼ばれ、ベアリング加工物の表面の切削痕が浅くなり、滑らかになりました。

3.ベアリングラッピング

この段階は 2 つの段階に分けることができます。1 つは研削移行段階で、 2つ目は切削停止後の研磨。

研削移行段階:

研磨粒子が減少し、研磨エッジが削られ、切り屑酸化物がホイールの隙間に埋め込まれ始め、ホイールの気孔を塞いだため、研磨粒子は弱い切削しかできず、押し出しと研磨を伴い、ワークピースの表面粗さは砥石の表面には黒い切り屑酸化物が付着しています。

切削研削停止：

油石と工作物の摩擦が進んで、接触面積が大幅に増加し、圧力が低下し、支持面の油膜の圧力と砥石の圧力が釣り合ったときに、砥粒が油膜と工作物の接触に浸透できなくなります 、砥石が浮いています。 油膜の形成中、この時点では切削効果は既にありません。このステップは、超仕上げならではのステージです。