軸承是重大裝備的關鍵零部件，國內眾多軸承企業在我國邁入世界軸承生產大國的過程中都起到了至關重要的作用，這其中就包括洛陽軸研科技股份有限公司（以下簡稱“軸研科技”）。軸研科技作為國內軸承制造行業的代表，其“高、精、尖、專、特”軸承產品加工可以說是國內軸承制造技術發展的標桿。軸研科技的航天特種軸承、精密機床軸承、數控電主軸等主導產品在市場上已經取得良好的口碑，其高精密角接觸球軸承和滾動絲杠球軸承被中國質量協會用戶委員會全國數控設備用戶委員會授予“全國用戶滿意產品稱號”。

精密、多工序、成型加工
       在談到軸承零部件加工技術特點時，軸研科技精密軸承制造部部長助理何靈輝介紹說，和一般機械零部件相比，軸承零部件的加工表面多是短而薄的回轉體表面，因此就導致了加工機床比較單一，絕大多數為車床和磨床。零件短決定了其軸向剛度好，軸向變形就非常小，壁薄決定了其徑向剛度較差，加工時的夾緊方法要特別注意。對于軸承套圈的車加工，軸研科技選擇的車床有沈陽機床、浙江凱達等國內著名機床公司生產的數控車床和液壓半自動車床，如CK6150B、CY6132B、CA7620等，用于膠木保持架、金屬保持架以及軸承內、外套圈的加工。
       據何靈輝介紹，滾動軸承零部件雖然結構簡單，但技術要求很高，其中最大的特點就是對精度要求很高，要求實現精密加工。軸承零部件絕大部分表面要經過磨削加工，磨加工尺寸和幾何精度都以μm為單位，而套圈的滾道和滾動體的精度要求更高，需超精加工或研磨加工，因此必須配備高精度的內圓磨床、外圓磨床及平面磨床等，并且對于砂輪的選擇也有特殊的要求，不但要考慮砂輪的磨料粒度，也要考慮結合劑、硬度、形狀和尺寸等因素。
       在談到砂輪材質選用時，何靈輝介紹說：“像棕剛玉（代號A（GZ））多用于磨削碳鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵和硬青銅等加工；白剛玉（代號WA（GB））多用于精磨淬火鋼、高碳鋼、高速鋼及薄壁零件等加工；而立方氮化硼（代號CBN（JLD））屬于立方型晶體結構，硬度略低于金剛石，強度較高，導熱性能好，多用于磨削、研磨各種既硬又韌的淬火鋼和高鉬、高釩、高鈷鋼和不銹鋼等。”
       軸承零部件加工要求高，生產工序也必然增多，據何靈輝介紹，一般軸承生產需20～40道工序，而短圓柱滾子軸承多達70道工序。因此在選用機床時，應根據不同的用途，選擇合適的粗磨、細磨、超精設備以及合適的砂輪。“在粗磨時，磨削余量大，要求的表面粗糙度值比較大，盡量選用較粗磨粒的砂輪，因為磨粒粗，氣孔大，磨削深度大，砂輪不易堵塞和發熱。”何靈輝介紹說，“精磨時，余量較小，要求粗糙度值較低，可選取較細磨粒的砂輪，一般來說，磨粒愈細，磨削表面粗糙度愈好。”
       “軸承零部件的工作表面都是回轉成型面，適合使用成型法加工，如套圈滾道的鍛造輾壓與車、磨，都是采用成型刀具或防型板加工的。”在何靈輝看來，成型加工比較適用于部分軸承零部件加工。“在成型刀具選用上，我們使用的刀具有可轉位溝道刀具、密封槽刀具、端面倒R角刀具以及焊接式溝道及密封槽刀具，這些成型刀具在加工中可實現一次車削成形，不僅提高了加工效率，還保證了每一個工件尺寸一致性，精度高，外觀漂亮，防止了滾道磨退火，降低了磨加工廢品率，提高了軸承的使用壽命。”
       針對絕大多數軸承都是標準化產品，屬于批量化生產范疇，為了提高生產力、降低成本和保證加工質量，何靈輝認為應廣泛采用新技術、提高機械化和自動化水平。“軸研科技一般是按軸承型號和品種進行大批量生產，我們建有專門的自動線或流水線進行生產。”

精密加工的影響因素多
       軸承零部件在加工過程中，由于其各工作表面的粗糙度要求都很高，如不按照作業指導書進行操作，高速旋轉的砂輪就會造成各種表面缺陷，從而影響到軸承的質量。“軸承各表面均有粗糙度要求，尤其是軸承滾道，要求更高，基本都需要進行超精加工。因此，對于精密軸承來說，超精技術是關系到整個產品質量的最主要因素。”在何靈輝看來，超精加工是軸承零部件加工最大的挑戰。
       據何靈輝介紹，超精加工過程中會存在很多問題，如工件轉速太高或太低、油石包角過大、上工序粗糙度太差等因素會造成表面粗糙度低；超精加工深度不夠、超精時間太短、油石太硬、壓力不夠、中心太高、參數設置不匹配、油石擺角太小、油石寬度太窄（溝邊）等因素容易造成砂輪花；油石粘鐵、切削液太臟有雜質、油石壓力太大、油石磨粒太小不均 、材料有夾雜物、油石包角過大切屑磨粒排不出等會引起劃傷；工件旋轉不穩定、油石粘鐵、參數設置不匹配等會造成粗絲。
       “溝道磨削對于精密軸承來說也是非常重要的工序，在磨削過程中，我們不但要控制軸承的溝曲率還要控制溝底位置，以及溝形、圓度、表面粗糙度等。”何靈輝介紹說，在溝道磨削過程中，如果修整器精度差、砂輪沒修好、砂輪太軟、支承磨損偏心量沒對好、進給量過大、光磨時間太短會造成溝道形狀不好；如果靠山未修好、工件軸軸向竄動、切削液不足或太臟、靠山磁力不夠、端面平行差不好會造成側擺；如果支承偏心量未調、支承磨損嚴重或角度不對、工件軸砂輪軸跳動精度不高會造成圓度（橢圓度、棱圓度）偏差；如果冷卻液變質或冷卻不充足、進給量分配不均、進給速度太大、金剛石筆太鈍、砂輪太硬、磁力不足、工件轉速過低則會出現燒傷；如果磨削速度太快、光磨時間太短、靠山磨損、工件轉速過高、修整器速度過快、金剛石筆太鈍、砂輪過軟則會致使粗糙度偏差。
       精密軸承外圓磨削基本都是無心磨，直接決定軸承最終外徑尺寸，外徑精度，進而關系到軸承與軸承座的配合。據何靈輝介紹，外圓磨削加工過程中經常出現各種質量問題，如導輪不圓、導輪旋轉時有跳動、磨削輪磨鈍、磨削輪軸振動等原因可能引起的尺寸不合格；工件中心高不合適、斜角過大、磨削余量過大、磨削輪不平衡等因素造成的圓度、橢圓度、棱圓度偏差；磨削輪不平衡、磨削輪磨鈍、托板太薄或斜角過大、工件中心過高等原因造成的振紋；磨粒太粗或金剛石筆磨鈍、導板位置沒有調好、工件縱向速度太快、導輪速度過高等因素造成的粗糙度不好；燒傷、啃傷、擦傷三角形磨傷、倒角磨傷、溝式磨傷、墊傷等造成的外觀不佳；工件間靠的不緊、托板磨損嚴重、火花沒有調好、不均勻前后導板的位置不正確等造成的錐度偏差。
       “內徑尺寸直接關系到軸承與主軸的配合，因此，對于精密軸承內徑來說，尺寸和精度一定要嚴格控制，控制項主要有尺寸、橢圓度、錐度、垂直差、粗糙度、外觀。”何靈輝表示，內徑工序也有一些問題需要格外注意，如測規調整不當或故障、磨削量選擇不合適、切削液不足溫差大、上工序外徑偏差大（微型）等會造成尺寸超差；主軸徑向擺動大、上工序圓度不好復映開內徑面上、砂輪不好或磨鈍，支承調整不當、進給量過大等會造成圓度不合格；磨架角度未調好、砂輪沒修好成錐形、工件中心和砂輪中心不等高、上工序質量不好（微型）等會造成錐度偏差；工件主軸有軸向竄動、工件端面尺寸偏差太大、靠山未修平等會致使垂直度偏差；支承邊角未修磨好、機械手磨損嚴重碰到溝道、料道沒調好等磨內徑時引起的溝道碰傷。
       “在精密軸承的生產過程中，磨削加工量約占總加工量的60%，所用磨床數量也占全部金屬切削機床的60%左右，磨削加工成本占整個軸承成本15%以上。對于高精度軸承，磨削加工的比例更大。”何靈輝坦言，在機械加工中磨削加工的整個加工過程最為復雜，對其了解也是至今最不充分一個環節。其復雜性表現為所要求性能指標更多、精度更高，加工成形機理更復雜，影響加工精度因素眾多，加工參數線檢測困難等。因此，對于軸承零部件加工的關鍵工序——磨削加工，如何采用新工藝、新技術，高精度、高效率、低成本地完成磨削加工，是精密軸承生產的主要任務。